1、CH2、 MATLAB语言基础,第一节 使用MATLAB的窗口环境 一、MATLAB语言的显著特点 1、具有强大的矩阵运算能力：Matrix Laboratory（矩阵实验室），使得矩阵运算非常简单。 2、是一种演算式语言 MATLAB的基本数据单元是既不需要指定维数，也不需要说明数据类型的矩阵（向量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式和运算规则与通常的习惯相同。因此MATLAB语言编程简单，使用方便。例 exp2_1.m,二、MATLAB命令窗口 1、启动MATLAB命令窗口 计算机安装好MATLAB之后，双击MATLAB图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在
2、命令窗口中直接输入命令语句。,MATLAB语句形式 变量表达式；通过等于符号将表达式的值赋予变量。当键入回车键时，该语句被执行。语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。如果希望结果不被显示，则只要在语句之后加上一个分号（；）即可。此时尽管结果没有显示，但它依然被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存。,2、命令行编辑器 （1）方向键和控制键可以编辑修改已输入的命令：回调上一行命令 ：回调下一行命令 （2）命令窗口的分页输出 more off：不允许分页 more on：允许分页 more(n)：指定每页输出的行数 回车前进一行，空格键显示下一页，q结束当前显示。 （3）多行命令（） 如果
3、命令语句超过一行或者太长希望分行输入，则可以使用多行命令继续输入。 S=1-12+13+4+9-4-18;,三、变量和数值显示格式 1、变量 （1）变量的命名：变量的名字必须以字母开头（不能超过19个字符），之后可以是任意字母、数字或下划线；变量名称区分字母的大小写；变量名中不能包含有标点符号。 （2）一些特殊的变量 ans：用于结果的缺省变量名 i、j：虚数单位 pi：圆周率 nargin：函数的输入变量个数 eps：计算机的最小数 nargout：函数的输出变量个数 inf：无穷大 realmin：最小正实数 realmax：最大正实数 nan：不定量,（3）变量操作 在命令窗口中，同时存
4、储着输入的命令和创建的所有变量值，它们可以在任何需要的时候被调用。如要察看变量a的值，只需要在命令窗口中输入变量的名称即可：a 2、数值显示格式 任何MATLAB的语句的执行结果都可以在屏幕上显示，同时赋值给指定的变量，没有指定变量时，赋值给一个特殊的变量ans，数据的显示格式由format命令控制。 format只是影响结果的显示，不影响其计算与存储；MATLAB总是以双字长浮点数（双精度）来执行所有的运算。,如果结果为整数，则显示没有小数；如果结果不是整数，则输出形式有： format (short)：短格式（5位定点数）99.1253 format long：长格式（15位定点数 99.
5、12345678900000 format short e：短格式e方式 9.9123e+001 format long e：长格式e方式 9.912345678900000e+001 format bank：2位十进制 99.12 format hex：十六进制格式,3、数据结构体 数据结构体将某一类相关的信息纳入一个统一的变量名字下管理。结构体可以理解成在MATLAB语言下的一个小型的“数据库”,3、数据结构体,3、数据结构体 和C不同，引用结构体中成员变量时可直接引用即可，而无需用-算符来引用。,3、数据结构体 例：建立一组100个学生（假设2个年级，每个年级50人）的新结构体变量b。,
6、3、数据结构体 结构体的结构可以修改，如果想增加一个成员变量，则可将结构体中任意一个变量后加一个成员变量。,3、数据结构体 使用rmfield()函数来删除一个成员变量。,4、单元结构（cell） 该结构把不同属性的数据都纳入到一个变量之下，而这个变量称为单元。 单元结构与结构体的不同：结构体下的各个子项称为成员变量，每个成员变量都有自己的名字；单元变量的表示方法类似于带有下标的矩阵和多维数组，但这些下标不是用圆括号括起来，而是用大括号括起来。,4、单元结构（cell）,4、单元结构（cell） 可由带有大括号下标的形式访问单元数据；也可以用celldisp（）函数来直接显示整个单元。,4、单
7、元结构（cell） 可以通过小括号消除单元变量中的某个单元元素。,四、简单的数学运算（例exp2_2.m） 1、常用的数学运算符 ，*（乘），/（右除），（左除），（幂） 在运算式中，MATLAB通常不需要考虑空格；多条命令可以放在一行中，它们之间需要用分号隔开；逗号告诉MATLAB显示结果，而分号则禁止结果显示。 2、常用数学函数abs,sin,cos,tan,asin,acos,atan,sqrt,exp,imag,real,log,conj（共扼复数）等,五、MATLAB的工作空间 1、MATLAB的工作空间包含了一组可以在命令窗口中调整（调用）的参数 who：显示当前工作空间中所有变量
8、的一个简单列表 whos：则列出变量的大小、数据格式等详细信息 clear ：清除工作空间中所有的变量 clear 变量名：清除指定的变量,2、保存和载入workspace （1）save filename variables 将变量列表variables所列出的变量保存到磁盘文件filename中 Variables所表示的变量列表中，不能用逗号，各个不同的变量之间只能用空格来分隔。 未列出variables时，表示将当前工作空间中所有变量都保持到磁盘文件中。 缺省的磁盘文件扩展名为“.mat”，可以使用“-”定义不同的存储格式（ASCII等）,（2）load filename variab
9、les 将以前用save命令保存的变量variables从磁盘文件中调入MATLAB工作空间。 用load 命令调入的变量，其名称为用save命令保存时的名称，取值也一样。 Variables所表示的变量列表中，不能用逗号，各个不同的变量之间只能用空格来分隔。 未列出variables时，表示将磁盘文件中的所有变量都调入工作空间。 3、退出工作空间 quit 或 exit,六、文件管理 文件管理的命令，包括列文件名、显示或删除文件、显示或改变当前目录等。（what、dir、type、delete、cd、which） what：显示当前目录下所有与matlab相关的文件及它们的路径。 dir：显
10、示当前目录下所有的文件 which：显示某个文件的路径 cd path：由当前目录进入path目录 cd ：返回上一级目录 cd：显示当前目录 type filename：在命令窗口中显示文件filename delete filename：删除文件filename,七、使用帮助 1、help命令，在命令窗口中显示 MATLAB的所有函数都是以逻辑群组方式进行组织的，而MATLAB的目录结构就是以这些群组方式来编排的。 help matfun ：矩阵函数数值线性代数 help general：通用命令 help graphics：通用图形函数 help elfun：基本的数学函数 help e
11、lmat：基本矩阵和矩阵操作 help datafun：数据分析和傅立叶变换函数 help ops：操作符和特殊字符,help polyfun：多项式和内插函数 help lang：语言结构和调试 help strfun：字符串函数 help control：控制系统工具箱函数 2、helpwin：帮助窗口 3、helpdesk：帮助桌面，浏览器模式 4、lookfor命令：返回包含指定关键词的那些项 5、demo：打开示例窗口,help matfun,help graphics,helpwin、 helpdesk,lookfor,demo,矩阵生成不但可以使用纯数字（含复数），也可以使用变量
12、（或者说采用一个表达式）。矩阵的元素直接排列在方括号内，行与行之间用分号隔开，每行内的元素使用空格或逗号隔开。大的矩阵可以用分行输入，回车键代表分号。,y=2,4, 5 3 6 8 y=2 4 53 6 8,一、矩阵的输入,第二节 MATLAB矩阵运算及多项式处理,a=1; b=2; c=3; x=5 b c; a*b a+c c/b x=5.000 2.000 3.0002.000 4.000 1.500,1、在命令窗口中输入,（1）用线性等间距生成向量矩阵（start:step:end） a=1:2:10 a=1 3 5 7 9,其中start为起始值，step为步长，end为终止值。当步
13、长为1时可省略step参数；另外step也可以取负数。,2、语句生成,（2）a=linspace(n1,n2,n) 在线性空间上，行矢量的值从n1到n2，数据个数为n，缺省n为100。 a=linspace(1,10,10) a=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,（4）一些常用的特殊矩阵 单位矩阵：eye(m,n); eye(m) 零矩阵：zeros(m,n); zeros(m) 一矩阵：ones(m,n); ones(m) 对角矩阵：对角元素向量 V=a1,a2,an A=diag(V) 随机矩阵：rand(m,n)产生一个mn的均匀分别的随机矩阵,（3）a=logspace(n1,
14、n2,n) 在对数空间上，行矢量的值从10n1到10n2，数据个数为n，缺省n为50。这个指令为建立对数频域轴坐标提供了方便。 a=logspace(1,3,3) a=10 100 1000,eye(2,3) ans=1 0 0 0 1 0 zeros(2,3) ans=0 0 00 0 0 ones(2,3) ans=1 1 11 1 1 V=5 7 2; A=diag(V) A=5 0 00 7 00 0 2,eye(2) ans=1 0 0 1 zeros(2) ans=0 0 0 0 ones(2) ans=1 11 1,如果已知A为方阵，则V=diag(A)可以提取A的对角元素构成向
15、量V。,1、转置：对于实矩阵用（）符号或（.）求转置结果是一样的；然而对于含复数的矩阵，则（）将同时对复数进行共轭处理，而 （.）则只是将其排列形式进行转置。,a=1 2 3;4 5 6 a =1 42 53 6,a=1 2 3;4 5 6. a =1 42 53 6,b=1+2i 2-7i b =1.0000 - 2.0000i2.0000 + 7.0000i b=1+2i 2-7i. b =1.0000 + 2.0000i2.0000 - 7.0000i,二、矩阵的运算,+ ；- ；* ；和/ ；.* ；. ；./；. 如：a=1 2;3 4；b= 3 5; 5 9 c=a+b d=a-b
16、 c= d=4 7 -2 -38 13 -2 -5 a*b=13 23; 29 51 a/b=-0.50 0.50;3.50 1.50 ab=-1 -1;2 3 a3=37 54; 81 118 a.*b=3 10;15 36 a./b=0.33 0.40;0.60 0.44 a.b=3.00 2.50;1.67 2.25 a.3= 1 8; 27 64,2、四则运算与幂运算,只有维数相同的矩阵才能进行加减运算。 注意只有当两个矩阵中前一个矩阵的列数和后一个矩阵的行数相同时，才可以进行乘法运算。ab运算等效于求a*x=b的解；而a/b等效于求x*b=a的解。只有方阵才可以求幂。 点运算是两个维
17、数相同矩阵对应元素之间的运算，在有的教材中也定义为数组运算。,3、逆矩阵与行列式计算 求逆：inv(A)； 求行列式：det(A) 要求矩阵必须为方阵,4、了解矩阵超越函数 在MATLAB中exp、sqrt等命令也可以作用到矩阵上，但这种运算是定义在矩阵的单个元素上的，即分别对矩阵的每一个元素进行计算。超越数学函数可以在函数后加上m而成为矩阵的超越函数，例如：expm,sqrtm。矩阵的超越函数要求运算矩阵为方阵。,a=1 2 3; 4 5 6; 2 3 5; b=inv(a) b =-2.3333 0.3333 1.00002.6667 0.3333 -2.0000-0.6667 -0.33
18、33 1.0000 det(a) ans =-3,A(m,n)：提取第m行，第n列元素 A(:,n)：提取第n列元素 A(m,:)：提取第m行元素 A(m1:m2,n1:n2)：提取第m1行到第m2行和第n1列到 第n2列的所有元素（提取子块）。 A(:)：得到一个长列矢量，该矢量的元素按矩阵的列进行排列。 矩阵扩展：如果在原矩阵中一个不存在的地址位置上设定一个数（赋值），则该矩阵会自动扩展行列数，并在该位置上添加这个数，而且在其他没有指定的位置补零。 消除子块：如果将矩阵的子块赋值为空矩阵 ，则相当于消除了相应的矩阵子块。,三、矩阵的操作,1、矩阵下标 MATLAB通过确认矩阵下标，可以对矩
19、阵进行插入子块，提取子块和重排子块的操作。, a=1 2 3;4 5 6;7 8 9a =1 2 34 5 67 8 9, a(2:3,1:2)ans =4 57 8, a(:)ans =147258369, a(4,1)=10a =1 2 34 5 67 8 910 0 0, a(2,:)= a =1 2 37 8 910 0 0,2、矩阵的大小 m,n=size(A,x)：返回矩阵的行列数m与n，当x=1，则只返回行数m，当x=2，则只返回列数n。 length(A)=max(size(A)：返回行数或列数的最大值。 rank(A)：求矩阵的秩,a=1 2 3;3 4 5; m,n=siz
20、e(a) m =2 n =3,3、了解矩阵操作函数：flipud；fliplr；rot90,length(a) ans =3 max(size(a) ans =3,rank(a) ans =2,在MATLAB中，多项式使用降幂系数的行向量表示，如：多项式,p=poly(r) p =1 -12 -0 25 116,四、多项式处理,（1）多项式的建立与表示方法,r=roots(p) r =11.7473 2.7028 -1.2251 + 1.4672i-1.2251 - 1.4672i,表示为：p=1 -12 0 25 116，使用函数roots可以求出多项式等于0的根，根用列向量表示。若已知多项
21、式等于0的根，函数poly可以求出相应多项式。,（2）多项式的运算,相乘conv a=1 2 3 ; b=1 2 c=conv(a,b)=1 4 7 6 conv指令可以嵌套使用，如conv(conv(a,b),c) 相除deconv q,r=deconv(c,b) q=1 2 3 商多项式 r=0 0 0 余多项式 求多项式的微分多项式polyder polyder(a)=2 2 求多项式函数值polyval(p,n)：将值n代入多项式求解。polyval(a,2)=11,（3）*多项式的拟合 多项式拟合又称为曲线拟合，其目的就是在众多的样本点中进行拟合，找出满足样本点分布的多项式。这在分析
22、实验数据，将实验数据做解析描述时非常有用。 命令格式：p=polyfit(x,y,n)，其中x和y为样本点向量，n为所求多项式的阶数，p为求出的多项式。 例exp2_15.m （,%curve fitting of sin wave clc clear x=0:0.1:2*pi; %生成样本点x y=sin(x)+0.5*rand(size(x); %生成样本点y，通过随机矩阵 p=polyfit(x,y,3) %拟合出多项式（3阶） y1=polyval(p,x); %求多项式的值 plot(x,y,+,x,y1,-r) %绘制多项式曲线，以验证结果,4）*多项式插值 多项式插值是指根据给定
23、的有限个样本点，产生另外的估计点以达到数据更为平滑的效果。该技巧在信号处理与图像处理上应用广泛。 所用指令有一维的interp1、二维的interp2、三维的interp3。这些指令分别有不同的方法（method），设计者可以根据需要选择适当的方法，以满足系统属性的要求。Help polyfun可以得到更详细的内容。,y=interp1(xs,ys,x,method) 在有限样本点向量xs与ys中，插值产生向量x和y，所用方法定义在method中，有4种选择： nearest：执行速度最快，输出结果为直角转折 linear：默认值，在样本点上斜率变化很大 spline：最花时间，但输出结果也最
24、平滑 cubic：最占内存，输出结果与spline差不多 例exp2_16.m,%curve interpolation ys=0 0.9 0.6 1 0 0.1 -0.3 -0.7 -0.9 -0.2; %已有的样本点ys xs=0:length(ys)-1; %已有的样本点xs x=0:0.1:length(ys)-1;%新的样本点x y1=interp1(xs,ys,x,nearest); %插值产生新的样本点y1 y2=interp1(xs,ys,x,linear); %插值产生新的样本点y2 y3=interp1(xs,ys,x,spline); %插值产生新的样本点y3 y4=in
25、terp1(xs,ys,x,cubic); %插值产生新的样本点y4 plot(xs,ys,+k,x,y1,:r,x,y2,-m,x,y3,-c,x,y4,-b) %分别绘制不同方法产生的曲线 legend(sampled point,nearest,linear,spline,cubic),五*、MATLAB数据处理 1、矩阵分解 （1）奇异值分解 U,S,V=svd(A) 例：a =9 86 8 可以验证： u*u=I v*v=I u*s*v=a,求矩阵A的奇异值及分解矩阵，满足U*S*V=A，其中U、V矩阵为正交矩阵（U*U=I），S矩阵为对角矩阵，它的对角元素即A矩阵的奇异值。,u,s
26、,v=svd(a) u =0.7705 -0.63750.6375 0.7705 s =15.5765 00 1.5408 v =0.6907 -0.72310.7231 0.6907,（2）特征值分解 V,D=eig(A) 例： a =9 86 8 v,d=eig(a) v =0.7787 -0.73200.6274 0.6813 d =15.4462 00 1.5538,求矩阵A的特征向量V及特征值D，满足A*V=V*D。其中D的对角线元素为特征值，V的列为对应的特征向量。如果D=eig(A)则只返回特征值。,可以验证：A*V=V*D,（3）正交分解 Q,R=qr(A) 例： a =9 8
27、6 8 q,r=qr(a) q =-0.8321 -0.5547-0.5547 0.8321 r =-10.8167 -11.09400 2.2188,将矩阵A做正交化分解，使得Q*R=A，其中Q为正交矩阵（其范数为1，指令norm(Q)=1)，R为对角化的上三角矩阵。,norm(q) ans =1,q*r ans =9.0000 8.00006.0000 8.0000,（4）三角分解 L,U=lu(A) 将A做对角线分解，使得A=L*U,其中L为下三角矩阵，U为上三角矩阵。 注意：L实际上是一个“心理上”的下三角矩阵，它事实上是一个置换矩阵P的逆矩阵与一个真正下三角矩阵L1（其对角线元素为1
28、）的乘积。 L1,U1,P=lu(A) 例：a=1 2 3;4 5 6;7 8 9比较： l1,u1,p=lu(a) l,u=lu(a),l1 =1.00 0 00.14 1.00 00.57 0.50 1.00 u1 =7.00 8.00 9.000 0.86 1.710 0 0.00 p =0 0 11 0 00 1 0,l = 0.14 1.00 00.57 0.50 1.001.00 0 0 u =7.00 8.00 9.000 0.86 1.710 0 0.00,可以验证： u1=u，inv(p)*l1=l a=l*u p*a=l1*u1,2*、数据分析 （1）绘制函数图形：fplo
29、t() （2）求极值：fmin,fmins （3）求零点：寻找一维函数的过零点fzero() （4）频谱分析（fft）：y=FFT(x)；unwrap()；abs；angle画出幅频和相频曲线 （5）了解数据分析函数：max,min,mean,sum,prod等 （6）了解积分运算：trap2,quad,quad8 3*、常微分方程数值解 t,x=ode23(xfun,t0,tf,x0,tol) t,x=ode45(xfun,t0,tf,x0,tol),第三节、绘图简介,MATLAB提供了丰富的绘图功能 help graph2d可得到所有画二维图形的命令 help graph3d可得到所有画三
30、维图形的命令,1、基本的二维绘图命令 plot（x1,y1,option1,x2,y2,option2,） x1,y1给出的数据分别为x,y轴坐标值，option1为选项参数，以逐点连折线的方式绘制1个二维图形；同时类似地绘制第二个二维图形，等。 这是plot命令的完全格式，在实际应用中可以根据需要进行简化。比如： plot(x,y)；plot(x,y,option) 选项参数option定义了图形曲线的颜色、线型及标示符号，它由一对单引号括起来。 例exp2_3.m exp2_3_.m,%plot绘图命令的使用 clc %清屏命令 clear %清除工作空间中所有变量 %定义时间范围 t=0
31、:pi/20:9*pi; y1=sin(t); y2=cos(t); plot(t,y1,t,y2),%plot绘图命令的使用 close all %关闭打开了的所有图形窗口 clc %清屏命令 clear %清除工作空间中所有变量 %定义时间范围 t=0:pi/20:8*pi; y=sin(t); plot(t,y,b:square)% r表示线的颜色为红色，此外 y（黄色）g（绿色）b（蓝色) % w（白色) k（黑色) m (紫色）c（青色）% -.表示线型为点划线，此外 -（实线）:（虚线）-（破折线）% *表示标示符号为星号,此外 +（正号） o（圆形字母） % x（交叉字母）squ
32、are（方形）.（点）,2、选择图像 figure（1）；figure（2）；figure(n) 打开不同的图形窗口，以便绘制不同的图形。,3、grid on：在所画出的图形坐标中加入栅格grid off：除去图形坐标中的栅格,4、hold on：把当前图形保持在屏幕上不变，同时允许在这个坐标内绘制另外一个图形。hold off：使新图覆盖旧的图形 例exp2_4.m exp2_4_.m,Exp2_4.m close all clc clear %定义时间范围 t=0:pi/20:9*pi; figure(1) %选择图像 plot(t,sin(t),r:*) grid on %在所画出的图形
33、坐标中添加栅格，注意用在plot之后 figure(2) plot(t,cos(t) grid off %删除栅格,5、设定轴的范围 axis（xmin xmax ymin ymax） axis(equal)：将x坐标轴和y坐标轴的单位刻度大小调整为一样。,例exp2_5.m 绘制单位圆，要求x坐标轴的范围为(-1.5,1.5)，y坐标轴的范围为(-1.5,1.5),Exp2_5.m 绘制单位圆 clear close all clc %定义时间范围 t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis(-1.5 1.5 -1.5 1.5) %限定
34、x轴和y轴的显示范围 grid on,Exp2_5.m 绘制单位圆 clear close all clc %定义时间范围 t=0:0.01:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot(x,y) axis(-1.5 1.5 -1.5 1.5) %限定x轴和y轴的显示范围 grid on axis(equal),6、文字标示 text(x,y,字符串) 在图形的指定坐标位置(x,y)处，标示单引号括起来的字符串。 gtext(字符串) 利用鼠标在图形的某一位置标示字符串。 title(字符串) 在所画图形的最上端显示说明该图形标题的字符串。 xlabel(字符串)，ylabel
35、(字符串) 设置x，y坐标轴的名称。 字体：bf 黑体、it 斜体、rm 正体 输入特殊的文字需要用反斜杠（）开头。alpha 、pi ,7、legend(字符串1,字符串2,字符串n) 在屏幕上开启一个小视窗，然后依据绘图命令的先后次序，用对应的字符串区分图形上的线。,在同一图形窗口中绘制sin(t)和cos(t)，并以不同的线型加以区分。要求x坐标轴的范围为(0,5)，y坐标轴的范围为(-1.5,1.5)； x轴的名称为“t(deg)”，y轴的名称“为magnitude”；图形标题为“sine wave from zero to 5 ”； (/2,sin( / 2)处显示圆点、左箭头和文字
36、“The sin(t) at t=2”;通过小视窗，区分图形上不同的曲线；允许用鼠标在特定位置输入“文字标示命令举例”,Exp2_5_.m,%图形文字标示命令的使用 clear close all clc t=0:pi/20:5*pi; plot(t,sin(t),r:*) axis(0 5*pi -1.5 1.5 ) %给x轴和y轴命名 xlabel(t(deg) ylabel(magnitude) %给图形加标题 title(sine wave from zero to 5pi) %在指定位置创建说明性文字,%输入特定的字符 %pi %alpha %beta %leftarrow %rig
37、htarrow %bullet(点号) hold on plot(t,cos(t) %区分图形上不同的曲线 legend(sin(t),cos(t) %用鼠标在特定位置输入文字 gtext(文字标示命令举例) hold off,text(pi/2,sin(pi/2),bulletleftarrow The sin(t) at t=2),Exp2_5_.m,8、subplot（mnk）：分割图形显示窗口 m:上下分割个数，n:左右分割个数，k:子图编号,例exp2_6.m将图形显示窗口分割为2*3的子窗口，各窗口分别绘制出sin(t)、- sin(t)、 cos(t)、- cos(t)、空图形、
38、空图形；要求显示栅格；x坐标轴的范围为(0,16)，y坐标轴的范围为(-1.5,1.5)； x轴的名称为“t(deg)”，y轴的名称为“magnitude”；各图形标题分别为所绘制的函数名。,%exp2_6 图形分割命令的使用 clear;close all;clc t=0:pi/20:5*pi; figure(1) subplot(321) plot(t,sin(t) axis(0 16 -1.5 1.5) xlabel(t(deg) ylabel(magnitude) grid on title(sin(t) subplot(322) plot(t,-sin(t) axis(0 16 -1
39、.5 1.5) xlabel(t(deg) ylabel(magnitude) grid on title(-sin(t),subplot(323) plot(t,cos(t) axis(0 16 -1.5 1.5) xlabel(t(deg) ylabel(magnitude) grid on title(cos(t) subplot(324) plot(t,-cos(t) axis(0 16 -1.5 1.5) xlabel(t(deg) ylabel(magnitude) grid on title(-cos(t) subplot(325) subplot(326),9、semilogx
40、：绘制以x轴为对数坐标（以10为底），y轴为线性坐标的半对数坐标图形。semilogy：绘制以y轴为对数坐标（以10为底），x轴为线性坐标的半对数坐标图形。,例exp2_17.m分别用半对数坐标与线性坐标绘制y=10x的图形，x的取值为x=0:0.1:1,%exp2_17.m %功能：半对数坐标图形与线性坐标图形的比较 clear close clc x=0:0.1:1; y=10.x; subplot(211) semilogy(x,y) title(semilogarithmic scales gragh) grid on subplot(212) plot(x,y) title(line
41、ar scales graph) grid on,10、应用型绘图指令：可用于数值统计分析或离散数据处理bar（x,y）：二维条形图hist（y,x）：直方图形stairs（x,y）：阶梯图stem（x,y）：火柴杆图例exp2_7.m,%exp2_7.m,其他图形绘制函数 clc;clear %绘制对应于每个输入x的输出y的高度条形图 subplot(221) x=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10; y=5 6 3 4 8 1 10 3 5 6; bar(x,y) %绘制x1在以y1为中心的区间中分布的个数直方图 subplot(222) x1=randn(1,1000);%生成10
42、00个随机数 y1=-3:0.1:3; hist(x1,y1),%绘制y2对应于x2的梯形图 subplot(223) x2=0:0.1:10; y2=1./(x2.3-2.*x2+4); stairs(x2,y2) %绘制y3对应于x3的火柴杆图 subplot(224) x3=0:0.1:10; y3=1./(x2.3-2.*x2+4); stem(x3,y3),11、给定函数的曲线绘制：ezplot(隐函数,选项)隐函数用单引号括起来；选项中可设置特定的x,y显示区间。, ezplot(x2+3*y2-5,-pi/4,pi,-1,3);%绘制隐函数图形axis(-4,4,-4,4)%设置
43、坐标轴范围,例：绘制x2+3y2=5的图形，其中， x的显示范围为(- /4, )，y的显示范围为(-1,3)；x轴和y轴的范围皆为-4,4),例：x=sin3tcost,y=sin3tsint,t的范围为(0, ) ezplot(sin(3*t)*cos(t),sin(3*t)*sin(t),0,pi),12、三维曲线绘制：plot3(x,y,z,选项)x,y,z分别为维数相同的向量，分别存储曲线的三个坐标的值；选项和plot()函数一致。, t=0:pi/50:2*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=t; h=plot3(x,y,z,g-); set(h,LineWidth
44、,4*get(h,LineWidth),例：绘制x=sin(t),y=cos(t),z=t，要求用绿色粗实线绘制该图, ezplot3(sin(t),cos(t),t,0,2*pi,g-),13、三维曲面绘制：mesh(x,y,z,c)使用mesh()绘制三维曲面的网格图。x,y分别为构成该曲面的x和y向量或矩阵；z为高度矩阵；c为颜色矩阵，表示在不同高度下的颜色范围。如果省略c选项，则自动假定c=z。meshgrid()生成x和y平面的网格表示，函数内的参数表示x和y的坐标范围。,例：在x,y平面内选择区域(-3,3)、(-2,2)，绘制出z=f(x,y)=(x2-2x)e(-x2-y2-x
45、y), x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.2-2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y); mesh(x,y,z),默认状态下隐含部分没有绘制出来，可以调用hidden off命令显示隐含部分。 x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);z=(x.2-2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y);mesh(x,y,z)；hidden off,绘制表面图形：surf(x,y,z) x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);z=(x.2-2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y);surf(x,y
46、,z),colorbar：在显示的三维图旁边显示出指示高度的彩色条。 x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);z=(x.2-2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y);surf(x,y,z)；colorbar,ezmesh(),ezsurf()：基于函数的三维曲面绘制。, subplot(211);ezmesh(x2-2*x)*exp(-x2-y2-x*y);subplot(212);ezsurf (x2-2*x)*exp(-x2-y2-x*y);,注意：表达式不再采用点运算符号，且表达式应是z的显式表达式。,局部图形的剪切处理：如果不想要图形中的某个部分，只要把
47、该部分的函数值设置成NaN即可。,例：在x,y平面内选择区域(-3,3)、(-2,2)，绘制出z=f(x,y)=(x2-2x)e(-x2-y2-xy)要求剪裁掉x0和y0的部分, x,y=meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2); z=(x.2-2*x).*exp(-x.2-y.2-x.*y); ii=(x=0) mesh(x,y,z1),14、在图形窗口中对图形属性进行编辑 对于图形的属性编辑同样可以通过在图形窗口上直接进行。但图形窗口关闭之后编辑结果不会保存。,15、图形用户界面设计 在MATLAB中输入guide命令，进入设计窗口。,一、MATLBA程序的基本设计原则,1、
48、后面的内容是程序的注解，要善于运用注解使程序更具可读性。 2、养成在主程序开头用clear指令清除变量的习惯，以消除工作空间中其他变量对程序运行的影响。但注意在子程序中不要用clear。3、参数值要集中放在程序的开始部分，以便维护。要充分利用MATLAB工具箱提供的指令来执行所要进行的运算，在语句行之后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显示，以提高执行速度。 4、input指令可以用来输入一些临时的数据；而对于大量参数，则通过建立一个存储参数的子程序，在主程序中用子程序的名称来调用。 5、程序尽量模块化，也就是采用主程序调用子程序的方法，将所有子程序合并在一起来执行全部的操作。 6、充分利用Debugger来进行程序的调试（设置断点、单步执行、连续执行），并利用其他工具箱或图形用户界面（GUI）的设计技巧，将设计结果集成到一起。 7、设置好MATLAB的工作路径，以便程序运行。,
