MATLAB基础语法

chasetsai / 2024-08-10 / 原文

学习材料

  • b站: 0零基础入门matlab教程基础版
    • 最后图像导出值得一看
    • up主很多知识都没有讲清楚,也遗漏了很多点;没有强调代码的规范性,何时加 ; 一头雾水;他自己没有重视教程的录制
    • 优点是短,可以快速上手,官方文档是很好的伙伴
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下标从1开始

数据类型

数字

字符串

  • 单引号括住

  • abs(s) 返回 s 变量的ASCII码

  • char(97) 返回ASCII码对应的字符,即 a

  • num2str(X)

    • s = num2str(X) 将数值数组转换为表示数字的字符数组
    • num2str(X,precision) 返回表示数字的字符数组,最大有效位数由 precision 指定
    • s = num2str(X, formatSpec)formatSpec 指定的格式应用到X所有元素
  • length(str) 返回字符串长度

矩阵

  • A = [1 2 3; 4 5 2; 3 2 7] 矩阵

  • B = A' A的转置

  • C = A(:) 竖着拉伸

  • D = inv(A) 逆矩阵

  • A * D 矩阵乘法

  • E = zeros(10, 5, 3) 3个维度,每个维度10行5列全是0的矩阵

  • E(:, :, 1) = rand(10, 5)

  • rand

    • 均在0~1之间
    • X = rand 返回从区间 (0,1) 的均匀分布中得到的随机标量
    • X = rand(n) 返回一个均匀分布的随机数组成的 n×n 矩阵
    • X = rand(sz1,...,szN) 返回由随机数组成的 sz1×...×szN 数组,其中 sz1,...,szN 指示每个维度的大小。例如:rand(3,4) 返回一个 3×4 的矩阵
    • X = rand(sz) 返回由随机数组成的数组,其中大小向量 sz 定义 size(X)。例如:rand([3 4]) 返回一个 3×4 的矩阵
    • X = rand(___,typename) 返回由 typename 数据类型的随机数组成的数组。typename 输入可以是 singledouble
    • r = a + (b-a).*rand(N,1) 生成区间 (a,b) 内的 N 个随机数
    • X = rand([3,2,3]) 生成 3×2×3 数组,X(:,:,1) 是第一个维度的矩阵,即 X(:,:,1) = rand(3, 2)
  • randi

    • randi(iMax) 在开区间 (0, iMax) 中的随机数
    • randi(iMax, m, n) m*n 矩阵
    • r = randi([iMin,iMax],m,n) 在开区间 (iMin,iMax) 生成 m*n 随机矩阵

元胞数组

  • 像 C++ 中的类
  • A = cell(1, 6) 生成1行6列,每个元素是 []
  • A[2] = eye(3) 第二个盒子成了 3*3 double 矩阵
  • A[5] = magic(5) 生成5阶幻方(1~25排成矩阵,行、列、主副对角线的和都相等,为 n*(n^2+1)/2

结构体

  • python中的字典
  • books = struct('name',{{'Machine Learning','Data Mining'}},'price',[30 40])
  • books.name 相当于python books["name"]
  • books.name(1) 返回 'Machine Learning',取出cell
  • books.name[1] 返回 Machine Learning,取出字符串

矩阵操作

定义

B = 1:2:9 从最小值1开始,2步2步地跳,保证所有元素不大于9

C = repmat(B, 3, 2) 把B矩阵按行重复3次,按列重复2次

D = ones(2, 4) 2行4列元素均为1的矩阵

四则运算

F = A .* B 对应位相乘

G = A / B 相当于A乘B的逆

矩阵的下标

A = magic(5)
B = A(2,3)	% 取到a23元素
C = A(3,:)	% 取第三行,:表示所有
D = A(:,4)	% 取第4列
[m, n] = find(A > 20)	% 找到大于20的序号值/矩阵,下标

程序结构

循环结构

for 循环变量 = 初值:步长:终值	% 步长默认为1
	执行语句;
end

while 条件表达式
	执行语句;
end

分支结构

if 条件
	语句;
end


if 条件1
	语句体1;
elseif 条件2
	语句体2;
else
	语句体3;
end


switch 表达式
	case 表达式1
		语句体1;
	case 表达式2
		语句体2;
	otherwise
		语句段n;
end

二维平面绘图

例:画正弦函数

x = 0:0.01:2*pi	% x从0取到2pi
y = sin(x)
figure	% 建立一个幕布
plot(x, y)	% 绘制图像

title('y = sin(x)')	% 给图像加标题
xlabel('x')	% x轴
ylabel('sin(x)') % y轴
xlim([0 2*pi])	% 图像尾恰靠在边缘
x = 0:0.01:20;
y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
y2 = 0.8*exp(-0.5x).*sin(10*x);
figure
[AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2,'plot')	% 共用x轴
set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Slow Decay')	% AX(1)代表左侧y轴,AX(2)代表右侧y轴
set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Fast Decay')
xlabel('Time (\musee)')
title('Multiple Decay Rates')
set(H1,'LineStyle','--')	% 设置线型
set(H2,'LineStyle',':')

plotyy函数返回的值是一个大小为3的结构体,其中的第一个元素AX是一个大小为2的结构体(就好像集合里包含集合一样),这个AX里的两个元素分别是两个曲线的坐标系,(用AX(1)就可以取出其中的第一个元素,AX(2)类似),分别用程序中用get函数获得了两个坐标系中y轴的标签(即ylabel)的地址,这样就可以对y轴标签进行编辑了。set函数的第一个参数就是这个地址。第二个参数表示“我要设置这个ylabel的字符串”(所以参数是'String')。第三个参数表示“我设置的字符串是什么”。 而H1,H2,则是这个大小为3的结构体中的第二个和第三个元素。它们分别表示两条曲线本身。所以set函数的第一个参数就是H1或H2。第二个参数表示“我要设置这个H1或H2的线条的风格"(所以参数是LineStyle),第三个参数表示“我设置的线条风格是什么”。 而至于AX(1),AX(2),H1,H2是怎么用一个变量来表示整个坐标系,或者整个曲线的呢?我们平时的变量只能表示一个数或者一堆数的啊?那是因为AX(1),AX(2),H1,H2的类型既不是整数,也不是实数,也不是整数或实数数组,而是官方自己定义的一个复杂变量类型。AX(1),AX(2)的类型是axes,H1,H2的类型是line。整数和axes都是类型

图像参数

颜色

颜色 字符 颜色 字符
r m
绿 g c
b w
y k

线型

线型 符号 示例
实线 - ___________________________
虚线 -- ---------------
冒号线 : ..................
点画线 -. _ . _ . _ . _ .

数据标记点

三维立体绘图

t = 0:pi/50:10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)	% x,y,z
xlabel('sin(t)')
ylabel('cos(t)')
zlabel('t')
grid on		% 加网格线
axis square		% 使整个图(连同坐标系)呈方体