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Charles Lv7
  2023-01-13 11:50:45 2023-01-13 11:50:45 Created   2023-08-17 09:48:41 2023-08-17 09:48:41 Updated      1.6k Words  6 Mins  

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MATLAB 编程基础

数据类型

MATLAB 基础数据类型主要包括：

  • 数值类型
  • 字符串
  • 结构
  • 单元数组
  • 函数句柄

1. 数值类型

包含：

  • 整数
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y = int8(10);
y = uint8(10);
% 类似的还有int16, uint16, int32, uint32, int64, uint64
  • 单精度浮点型
1
2
% 单精度浮点型
y = single(0.1);
  • 双精度浮点型(默认)
1
y = double(5.324);

注：MATLAB 会对变量自动进行内存分配和回收，因此专注于算法本身即可。

  • 取整函数
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% 向下取整
floor(1.4) = 1
% 向上取整
ceil(1.4) = 2
% 最接近的整数
round(1.5) = 2
% 向0取整
fix(1.4) = 1
  • 复数
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y = complex(3,5);
% 返回实部
y = real(z);
% 返回虚部
y = imag(z);
  • 无穷量和非数值量

Inf：正无穷量

-Inf：负无穷量

NaN：非数值量(一般由0/0或Inf/Inf 运算产生)

2. 字符与字符串

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% 字符
a = 'A';
% 字符串
a = 'Hello';
% 通过下标索引，从1开始
a(1);

3. 结构

与 C 语言类似，存储不同类型数据。

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% 通过赋值创建结构
patient.name = 'John';
patient.bill = 127.00;

% 通过 struct 函数创建结构
patient = struct('name','John','billing', 127.00);

% 连接结构对象(patient1 和 patient2 都是结构对象)
patient = [patient1, patient2];

4. 单元数组

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% 创建单元数组
A = {'x',[2;3;6];10,2*pi};
B =cell(2,2);

% 访问单元数组，第1行第2列数据
b = A(1,2)

5. 函数句柄

创建函数句柄需要用到操作符：@

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% Function_Handle保存了函数句柄
% Function_Filename为 M 文件名称
Function_Handle = @Function_Filename;

6. 数据类型识别与转换

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% 类型识别
isa(obj,ClassName)
iscell();
iscellstr();
ischar();
...
% 转换函数
char();
int2str();
dec2bin();
hex2dec();
...

运算符与运算

像其他语言一样，共有（优先级由高到低）：

  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符

加括号可以明确优先级！

1. 算术运算符

基础的： + - * /

高阶的： A./B A.*B(A,B为相同维度的矩阵)

强大之处： matlab支持大部分数学运算符，直接输入表达式即可，无需调用特定的数学函数。 举例来说：

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% 以下两种方式等价：
2^3
power(2,3)

2. 关系运算符

比较后，返回逻辑结果0或1.

基础的： > >= < <= ==

特殊的： 不等于号：~=

3. 逻辑运算符

运算后，返回逻辑结果0或1.

基础的：

  • 与：&
  • 或：|
  • 非：~

编程基础

1. 变量

变量代表了一段可操作的内存，用来存储数据。

语句代表了对变量执行的操作。

命名规则：

  • 区分大小写
  • 必须以字母开头
  • 不能使用关键字
  • 最多包含63个字符
  • 避免与函数名重合

变量类型：

  • 局部变量
  • 全局变量
1
global X_Val;
  • 永久变量
1
persistent a;

2. 语句

  • 逗号 , 输出暂缓
  • 分号 ; 输出被抑制
  • 回车 输出结果
  • 注释 %

3. 程序控制

  • 顺序结构
  • 分支结构
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% if 类型
if expression
    commands
end

if expression
    commands1
else
    commands2
end

if expression1
    commands1
elseif expression2
    commands2
...
else
    commandsn
end
% switch case 类型
switch value 
    case test1
        command1
    case test2
        command2
    ...
    
    otherwise
        commands
end
% try catch 类型
try 
    command1  % 首先尝试执行，若正确，可执行
catch 
    command2  % try 语句失败后执行
end
  • 循环结构
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% for 类型(循环次数可知)
for x = array
    commands
end
% while 类型(循环条件可知)
while expression
 commands
end

  • 其他常用控制指令

    • return 命令：结束该函数并将控制权转回主函数或者命令行窗口
    • input 命令：将控制权交给用户后，等待用户键盘输入内容
    • keyboard 命令：将控制权交给键盘
    • pause 命令：暂停执行文件，按任意键再继续
    • pause(n) 命令：暂停 n 秒后再继续
    • continue 命令：执行 for 或者 while 的下一个循环
    • break 命令：跳出 for 或者 while 循环
    • error(‘message’) 命令：显示出错信息，终止程序
    • warning(‘message’) 命令：显示警告信息，继续执行

4. M 文件与脚本

脚本的特点：

  • 脚本属于 M 文件的一种，是一系列命令的集合
  • 运算过程中产生的变量自动保存在工作区中
  • 脚本产生的变量都是全局变量，不随脚本关闭而清除

函数

M 文件名称和函数名称必须一致

M 文件函数：定义了输入参数或返回输出变量

1. M 文件函数

  • 调用时，允许比声明变量数目少
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function y = mean(x,dim,flag,flag2)
...
% 实际调用
X = [1 2 3]
y1 = mean(X)
y2 = mean(X,2)
  • 函数运行时，MATLAB 会打开一段临时工作区供函数使用，执行完成后回收

2. 匿名函数

没有函数名，只有表达式、输入输出参数。

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% f 为函数句柄
f = @(input1, input2, ...) expression
% 调用
f(input)

3. 子函数

也称局部函数。

M 函数文件出现的第一个函数称为主函数，其他称为子函数。

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function [outputArg1,outputArg2] = myfun(inputArg1,inputArg2)
%   此处显示详细说明
outputArg1 = inputArg1;
outputArg2 = myadd(inputArg2);
end

% 以下为子函数
function y = myadd(inputArg3)
y = inputArg3 + 1;
end

4. 程序调试

程序错误分为：语法错误(编译器会提醒)和逻辑错误(程序员负责解决)。

调试手段小结：

  • 删除分号可以显示结果

  • 在适当位置添加输出变量值，可以用 disp 或者 fprintf 函数

  • 在适当位置添加 keyboard 命令

  • % 可用于屏蔽代码

  • 使用 MATLAB 自带的调试工具

    • 设置断点
    • 单步执行
    • 检查变量值

matlab笔记

01 | 基本的数学运算与矩阵运算

学习笔记链接：

MATLAB01:基本的数学运算与矩阵运算

02 |结构化编程和函数定义

学习笔记链接：

MATLAB02:结构化编程和函数定义

03 | 数据类型与文件读写

学习笔记链接：

MATLAB03:数据类型与文件读写

04 | 基础绘图

学习笔记链接：

MATLAB04:基础绘图

05 | 绘制高级图表

学习笔记链接：

MATLAB05:绘制高级图表

06 | 数字图像处理

学习笔记链接：

MATLAB06:数字图像处理

07 | 数值计算

学习笔记链接：

MATLAB07:数值计算

08 | 符号运算

学习笔记链接：

MATLAB08:符号运算

09 | 统计与数据分析和曲线拟合

学习笔记链接：

MATLAB09:统计与拟合

  • Title: matlab-note-summary
  • Author: Charles
  • Created at : 2023-01-13 11:50:45
  • Updated at : 2023-08-17 09:48:41
  • Link: https://charles2530.github.io/2023/01/13/matlab-note-summary/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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  1. matlab-note-summary
    1. MATLAB 编程基础
      1. 数据类型
        1. 1. 数值类型
        2. 2. 字符与字符串
        3. 3. 结构
        4. 4. 单元数组
        5. 5. 函数句柄
        6. 6. 数据类型识别与转换
      2. 运算符与运算
        1. 1. 算术运算符
        2. 2. 关系运算符
        3. 3. 逻辑运算符
      3. 编程基础
        1. 1. 变量
        2. 2. 语句
        3. 3. 程序控制
        4. 4. M 文件与脚本
      4. 函数
        1. 1. M 文件函数
        2. 2. 匿名函数
        3. 3. 子函数
        4. 4. 程序调试
    2. matlab笔记
      1. 01 | 基本的数学运算与矩阵运算
        1. 学习笔记链接：
      2. 02 |结构化编程和函数定义
        1. 学习笔记链接：
      3. 03 | 数据类型与文件读写
        1. 学习笔记链接：
      4. 04 | 基础绘图
        1. 学习笔记链接：
      5. 05 | 绘制高级图表
        1. 学习笔记链接：
      6. 06 | 数字图像处理
        1. 学习笔记链接：
      7. 07 | 数值计算
        1. 学习笔记链接：
      8. 08 | 符号运算
        1. 学习笔记链接：
      9. 09 | 统计与数据分析和曲线拟合
        1. 学习笔记链接：