Matlab常用函数

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表2.1 用于创始化变量的MATLAB 函数
函数 作用
zeros(n) 创建一个n×n 零矩阵
zeros(n,m) 创建一个n×m 零矩阵
zeros(size(arr)) 创建一个与数组arr 的零矩阵
ones(n) 创建一个n×n 元素全为1 矩阵
ones(n,m) 创建一个n×m 元素全为1 矩阵
eye(n) 创建一个n×n 的单位矩阵
eye(n,m) 创建一个n×m 的单位矩阵
length(arr) 返回一个向量的长度或二维数组中最长的那一维的长度
size(arr) 返回指定数组的行数和列数



2.2.4 用关键字input 初始化变量
关键字input 用来提示使用者和直接从键盘输入初始化变量.当脚本文件(Script files)时,
它可以用来提示使用者输入.input 函数在命令窗口(The Command Windows)显示提示语句,并
等待用户输入一个值.例如,下面的赋值语句:
my_val = input('Enter an input value:')
当这个语句被编译时,MATLAB 打印出字符串enter an input value:,然后等待用户回复.
如果要只输入一个数,那么只需要直接键入,如果要输入一个数组,则必须带上中括号([]).不管
怎样，当按下回车键时.在窗口输入的任何值都会被储入变量my_val.如果只按下回车键,那么
这个变量就存储了一个空矩阵.
如果input 函数中有字符's'做为它的第二个参数,输入的数据就被当字符串.因此,语句
>> in1 = input('enter data:');
Enter data:1.23
把数值1.23 存储到in1 中.而语句
>> in2 = input('enter data:','s')
Enter data:123
把字符串1.23 存储到in2 中.

表3.1 关系运算符

运算符 运算
== 等于
~= 不等于
> 大于
>= 大于或等于
< 小于
<= 小于或等于
下面是一些关系运算和它的结果运算结果
运算 结果
3 < 4 1
3 <= 4 1
3 == 4 0
3 > 4 0
4 <= 4 1
'A' < 'B' 1
最后一个运算得到的结果为1，是因为字符之间的求值要按照子母表的顺序。

表3.2 逻辑运算符
& 逻辑与
| 逻辑或
xor 逻辑与或
~ 逻辑非

标量和数组之间也可进行逻辑运算。例如，

a=[0 1;1 0]，b=0，那么表达式a&b 将会产
生结果a=[0 0;0 0]。两数组之间也可进行逻辑运算，只要它们具有相同的大小。例如，
a=[0 1;1 0] ， b=[0 0;1 1] 则a|b 产生的结果[0 1;1 1]。如果两个数的大小不相同，那么将会
产生运行时错误。
在运算的顺序中，逻辑运算在所有的数学运算和关系运算之后进行。
表达式中的运算顺序如下：
1.所有的数学运算按照前面描述的顺序的进行。
2.从左向右依次进行关系运算
3.执行所有~运算
4.从左向右依次进行&运算
5.从左向右依次进行|运算和数学运算一样，括号能够改变括号的默认顺序。

3.3.4 逻辑函数
MATLAB 中有大量的逻辑函数，在条件满足时，函数返回1。条件不满足时，返回0。
这些函数和逻辑运算与关系联合在组成选择结构和循环结构。表3.4 列出了一系

列的逻辑函
数。
表3.4 MATLAB 逻辑函数
函数 用途
ischar(a) a 是字符数组返回1，否则返回0
isempty(a) a 是空数组返回1，否则返回0
isinf(a) a 是无穷大，则返回1，否则返回0
isnan(a) a 不是一个数则返1，否则返回0
isnumeric(a) a 是一个数值数组返回1，否则返回0

3.4.1 if 结构

if (b^2 - 4*a*c) < 0
disp('This equation has two complex roots.');
elseif (b^2 - 4*a*c) == 0
disp('This equation has two identical real roots.');
else
disp('This equation has two distinct real roots.');
end

语法：

if control_expr_1

Block 1

elseif control_expr_2

Block 2

else

Block 3

end

例子：

你可以在一行内写完一个完整的if 结构，只需把结构的每一部分后面加上
分号或逗号，所以下面的两个结构是等价的:
if x < 0
y = abs(x);
end
和
if x < 0; y = abs(x); end
但是这种方式只适用于简单的结构。

%Script file: calc_roots.m
%
% Purpose:
% This program solves for the roots of a quadratic equation
% of the form a*x^2 + b*x + c = 0. It calculates the answers
% regardless of the type of roots that the equation possesses.
%
% Record of revisions:
% Date Programmer Description of change
% ====== =========== ================
% 12/04/98 S. J. Chapman Original code
%
% Define variables:
% a --Coefficient of x^2 term of equation
% b --Coefficient of x term of equation
% c --Constant term of equation
% discriminant --Discriminant of the equation
% imag_part --Imag part of equation (for complex roots)
% real_part --Real part of equation (for complex roots)
% x1 --First solution of equation (for real roots)
% x2 --Second solution of equation (for real roots)
% Prompt the user for the coefficients of the equation
disp ('This program solves for the roots of a quadratic ');
disp ('equation of the form A*X^2 + B*X + C = 0.');
a = input('Enter the coefficient A: ');
b = input('Enter the coefficient B: ');
c = input('Enter the coefficient C: ');
% Calculate discriminant
discriminant = b^2 - 4 * a * c;
% Solve for the roots, depending on the vlaue of the discriminant.
if discriminant > 0 % there are two real roots, so ...
x1 = (-b + sqrt(discriminant)) / (2*a);
x2 = (-b - sqrt(discriminant)) / (2*a);
disp('This equation has two real roots:');
fprintf('x1 = %f\n', x1);
fprintf('x2 = %f\n', x2);
elseif discriminant == 0 % there is one repeated root, so ...
x1 = ( -b ) / (2*a);
disp('This equation has two identical real roots:');
fprintf('x1 = x2 = %f\n', x1);
else % there are complex roots, so ...
real_part = (-b) / (2*a);
imag_part = sqrt( abs(discriminant)) / (2*a);
disp('This equation has complex roots:');
fprintf('x1 = %f + i %f \n',real_part, imag_part);
fprintf('x1 + %f - i %f \n', real_part, imag_part);
end



给出等级分数
假设我们要编写一个程序，输入一个数值分数，输出等级分数，即是A 级，B 级和C

级
grade > 95 A
95 ≥ grade > 86 B
86 ≥ grade > 76 C
76 ≥ grade > 66 D
66 ≥ grade > 0 F
用两种方式写出这个程序，第一种方式用多个elseif 语句，第二种方式用if 的嵌套。
答案:
(a)用多个elseif 语句
if grade > 95.0
disp('The grade is A.');
elseif grade > 86.0
disp('The grade is B.');
elseif grade >76.0
disp('The grade is C.');
elseif grade > 66.0
disp('The grade is D.');
else
disp('The grade is F.');
end
(b)用if 嵌套结构
if grade > 95.0
disp('The grade is A.');
else
if grade > 86.0
disp('The grade is B.');
else
if grade > 76.0
disp('The grade is C.');
else
if grade > 66.0
disp('The grade is D.');
else
disp('The grade is F.');
end
end
end
end
从上面的例子中，我们可以看到如果有多个选项的话，在一个if 结构中用到多个else if
语句将会比if 的嵌套结构简单的多。

3.4.4 switch 结构

switch 结构是另一种形式的选择结构。程序员可以根据一个单精度整形数，字符或逻辑
表达式的值来选择执行特定的代码语句块。
switch (switch_expr)
case case_expr_1,
Statement 1
Statement 2
...
case case_expr_2
Statement 1
Statement 2
...
...
otherwise,
Statement 1
Statement 2
...

end

让我们看一个简单的关于switch 结构的例子。下面的语句用来判断1 到10 之间的数是
奇数还是偶数。它用来说明一系列的case 选项值的应用和otherwise 语块的应用。
switch (value)
case {1, 3, 5, 7, 9},
disp('The value is odd.');
case {2, 4, 6, 8, 10},
disp('The value is even.');
otherwise,
disp('The value is out of range.');
end

3.4.5 try/catch 结构的应用

try
Statement 1
Statement 2
...
catch
Statement 1
Statement 2
...
end



3.5.1 控制x，y 轴绘图的上下限
在默认的情况下，图象的X，Y 轴的范围宽到能显示输入值的每一个点。但是有时只显
3.5 附加的画图特性 ｜ 71
示这些数据的一部分非常有用，这时你可以应用axis 命令/函数。
axis 命令/函数的一些形式展示在表3.5 中。其中两个最重要的形式在表中用黑体字标出
——它允许程序员设定和修改坐标的上下限。所有形式的完全列表将会在MATLAB 的在线
文件中找到。
为了说明axis 的应用，我们将画出函数f(x)=sinx 从-2π 到2π 之间的图象，然后限定坐
标的区域为0≤x≤π，0≤y≤1。
表3.5axis 函数/命令的形式
命令 功能
v=axis 此函数将会返回一个4 元素行向量[xmin xmax ymin ymax]，其
中xmin xmax ymin ymax 代表x，y 轴的上下限

axis([xmin xmax ymin ymax]) xmin xmax 设定横轴的下限及上限， ymin ymax 设定纵轴的下
限及上限
axis equal 将横轴纵轴的尺度比例设成相同值
axis square 横轴及纵轴比例是1:1
axis normal 以预设值画纵轴及横轴
axis off 将纵轴及横轴取消
axis on 这个命令打开所有的轴标签，核对符号，背景(默认情形)

一些MATLAB 命令似乎不能确定它是个函数还是一个命令。例如，有时axis 它好像是
命令，有时它好像是函数。有时我们把它当作命令:axis on，在其他时候，我们把他当作函
数:axis([0 20 0 35])。遇到这样的情况怎么办?
一个简单的答案是MATLAB 命令是通过函数来实现的。MALTAB 编译器无论什么时
候遇到这个命令，它都能转化为相应的函数。它把命令直接当作函数来用，而不是应用命令
语法。下面的两个语句是等价的：
axis on;
axis ('on');
无论什么时候MATLAB 遇到一个命令时，它都会转化一个函数，当命令的参数当作字
符串看作相对应函数的参数。所以编译器翻译如下命令:
garbage 1 2 3
为
garbage ('1', '2', '3')
注意只有带有字符参数的函数才能当作命令。带有数字参数的函数只能被当作函数。这
就是为什么axis 有时当作命令，有时被当作函数。

3.5.2 在同一坐标系内画出多个图象
在一般情况下，创建一个新的图象就要用到一个plot 命令，前面的数据就会自动消失。
这种行为可以通过使用hold 命令得到修改。当hold on 命令执行后，所有的新的图象都会叠
加在原来存在的图象。hold off 命令可恢复默认情况，用新的图象来替代原来的图象。
例如，在同一坐标轴内的画出sinx 和cosx 的图象。产生的图象如图3.4 所示。
x = -pi:pi/20:pi;
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
plot(x,y1,'b-');
hold on;
plot(x,y2,'k--');
hold off;
legend ('sin x','cos x');



图３.４ 用hold 命令在一个坐标轴内画出两个函数的图象 3.5.4 子图象
在一个图象窗口中有一系列的坐标系，创建出多个子图象。创建子图象要用到subplot
命令其形式如下
subplot(m,n,p)
这个命令在当前图象窗口创建了m×n 个子图象，按m 行，n 列排列，并选择子图象p
来接受当前所有画图命令。
这些子图象以从左向右从上到下编号。例如，命令subplot(2,3,4)将会创建6 个子图象，
而且subplot 4 是当前子图象。
如果subplot 命令创建的新坐标系与原来的坐标系相冲突，那么原来的坐标系将会被自
动删除。
下面的命令将会在同一窗口中创建两个子图象，每一个子图象独立地展示不同的图象。
产生的图象为图3.5。
图3.5 包含多个子图象的图象
figure(1);
subplot(2,1,1);
x = -pi:pi/20:pi;
y = sin(x);
plot(x,y);
title('Subplot

1 title');
subplot(2,1,2);
x = -pi:pi/20:pi;
y = cos(x);
plot(x,y);
title('Subplot 2 title'); 3.5.5 对画线的增强控制
在第二章中，我们学习了如何设置画线的颜色，样式，符号形式。我们还可以设置其中
的4 种附加的属性。
属性 说明
LineWidth 用来指定线的宽度
MarkerEdgeColor 用来指定标识表面的颜色
MarkerFaceColor
填充标识的颜色
MarkerSize 指定标识的大小
在plot 命令中，在自变量和函数之后被指定，形式如下：
plot(x,y,'PropertyName',value,...)
例如，下面的命令将画出一个图象，轨迹的宽度为３，颜色为黑色，圆圈标识的宽度为
6，每个标识为红色边缘和绿色内核，如图3.6。 4.1 while 循环
只要满足一定的条件，While 循环是一个重复次数不能确定的语句块。它的基本形如下
while expression
...
... end
如果expression 的值非零(true)，程序将执行代码块(code block)，然后返回到while 语句
执行。如果expression 的值仍然非零，那么程序将会再次执行代码。直到expression 的值变
为0，这个重复过程结束。当程序执行到while 语句且expression 的值为0 之后，程序将会
执行end 后面的第一个语