Matlab综述实验报告.doc

0 HEFEIHEFEI UNIVERSITYUNIVERSITY MATlAB 综述报告 实验一实验一 矩阵的使用矩阵的使用 3 一 实验目的一 实验目的 3 二 实验类型二 实验类型 3 三 实验内容与步骤三 实验内容与步骤 3 四 实验总结四 实验总结 5 MATLAB 实验二实验二 元胞和结构定义元胞和结构定义 6 一 实验目的一 实验目的 6 二 实验类型二 实验类型 6 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 6 3 1 数据类型数据类型 6 3 2 逻辑类型逻辑类型 6 3 3 元胞数组元胞数组 6 四 实验总结四 实验总结 8 MATLAB 实验三实验三 M 文件编写文件编写 8 一 实验目的一 实验目的 8 二 实验类型二 实验类型 8 三 实验内容 三 实验内容 8 3 1 M 文件文件 8 四 实验总结四 实验总结 10 1 MATLAB 实验四实验四 文件的输入与输出文件的输入与输出 10 一 实验目的一 实验目的 10 二 实验类型二 实验类型 10 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 10 3 1 内容读写内容读写 10 四 实验总结四 实验总结 12 MATLAB 实验五实验五 图形绘制与分析图形绘制与分析 12 一 实验目的一 实验目的 12 二 实验类型二 实验类型 12 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 12 3 1 绘图步骤绘图步骤 12 四 实验总结四 实验总结 17 实验一实验一 矩阵的使用矩阵的使用 一 实验目的一 实验目的 1 掌握矩阵和数组的表示方法 2 学会矩阵最常用的计算方法 能够一般方程组的解 3 掌握数组排序的规则 4 了解稀疏矩阵和多维数组 二 实验类型二 实验类型 验证型 三 实验内容与步骤三 实验内容与步骤 1 设置 matlab 的工作环境 将工作目录设置为 d work 添加搜索目录 d example 答 可在 中的 单击 之后出现 2 即可更改工作路径 2 在 matlab 的命令窗口里完成如下计算 其中 t 的值分别取 1 0 1 表达式如下 4 3 sin 4 3 3 2 t yet 解 在命令框中键入 t 1 0 1 y sqrt 3 2 exp 4 t sin 4 sqrt 3 t pi 3 回车得 1 0e 004 2 0897 1 2065i 0 0001 0 0000 3 自行产生一个 5 行 5 列的数组 得到最中间的三行三行矩阵 解 在命令框中键入 a magic 5 b a 2 3 4 2 3 4 b 5 7 14 6 13 20 12 19 21 4 用 magic 产生一个 5 5 的矩阵 将这个矩阵的第二行与第三行互换位置 解 在命令框中键入 a magic 5 b a 1 3 2 4 5 c 17 24 1 8 15 3 4 6 13 20 22 23 5 7 14 16 10 12 19 21 3 11 18 25 2 9 5 求方程组的根 x1 4x2 3x3 2 2x1 5x2 x3 11 x1 6x2 x3 12 解 在命令框中输入 function my5 A 1 4 3 2 5 1 1 6 1 B 2 11 12 x inv A B 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun5 回车即可 四 实验总结四 实验总结 此次实验后 掌握了矩阵和数组的表示方法 同时还掌握了矩阵最常用的计算方法 并且能够解一般方程的解 在对矩阵进行研究时 对矩阵的排序有了更深层次的了解 但是程序调试中经常出错 希望以后操作时要细心 MATLAB 实验二实验二 元胞和结构定义元胞和结构定义 一 实验目的一 实验目的 1 较熟练地掌握矩阵元素的访问 2 进一步掌握矩阵中的关系运算的特点及索引地使用 分辨出元胞数组与结构数组之区 别 灵活地控制调用结构体数组里元素 二 实验类型二 实验类型 设计型 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 3 1 数据类型数据类型 1 数值类型 整数小数无符号等 4 2 数组 表现为向量或者矩阵 前面一直在讲数组 3 字符串 实际上也是数组 4 逻辑类型 5 元胞数组 6 结构体类型 7 其他自定义类型 注意 1 没有字符型 2 数据直接使用 不需要定义 3 有相联关系的不同类型之间数据可以相互转化 4 class a 看类型 3 2 逻辑类型逻辑类型 两种逻辑状态 用 false 和 true 来表示 以逻辑的眼光看数的话 0 就是假 非 0 就是真 2 存贮空间很小 每个数只占 1 个字节 3 常用的产生逻辑类型数组方法借助于函数 logical true false 如 a magic 3 logical a 如 true 3 4 false 4 5 4 逻辑运算符 与 C 语言很相似 专用的运算符 针对标量 b a 2 3 4 2 3 4 a 1 a 4 a 1 a 4 5 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun1 回车即可 2 根据 a reshape 4 4 3 3 做一个矩阵 然后 1 取出所有大于 0 的元素构成一个向量 可推广到从一个矩阵里筛选出符合条件的元素组成一个向量 2 将原矩阵中大于 0 的元素正常显示 而小于等于 0 的元素全部用 0 来表示 可推广到将原矩阵中不符合 条件的全用 0 来表示 符合条件的值不变 解 在命令框中输入 function my2 a reshape 4 4 3 3 b a a 0 c a a 0 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun2 回车即可 3 建立如下一个元胞数组 现在要求计算第一个元胞第 4 行第 2 列加上第二个元胞 第 三个元胞里的第二个元素 最后一个元胞的第二个元素 a pascal 4 hello 17 3500 7 2 100 解 在命令框中输入 function my3 a pascal 4 hello 17 3500 7 2 100 s a 1 4 2 a 2 a 3 2 a 4 2 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun3 回车即可 Matlab 综述报告 6 4 建立一个结构体的数组 包括 3 个人 字段有姓名 年龄 分数 其中分数由随机函 数产生一个 3 行 10 列的数据表示了有 10 门课程 每门课程有三个阶段的分数 问题 是 问题 1 如何找到第 2 个人的分数并显示出来 问题 2 如何找到第 2 个人的每门课程 3 个阶段的平均分数并显示出来 问题 3 全班同学的 10 门课程的每门课程的平均分如何计算出来 要求放到一个数组 里 问题 4 找到这个班所有同学的姓名放到一个元胞数组里 解 在命令框中输入 function my4 student struct name li zhang wang age 19 20 21 score 100 rand 3 10 100 ran d 3 10 100 rand 3 10 a student 2 score b mean student 2 score a1 mean student 1 score a2 mean student 2 score a3 mean student 3 score m a1 a2 a3 c mean m d student 1 name student 2 name student 3 name 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun4 回车即可 5 给定一个图像文件 格式是 jpg 通过 inportdata 引入这个文件 查看引入后数据保 存是一个数组 是 100 100 3 的一个数组 这是一个三维的数组 表明有 100 100 个 点 每个点有 RGB 三个方面决定的 现在 要求将这些点的中间部分 30 个象素宽度 的正方型用黑点表示 解 在命令框中输入 function my5 a importdata black jpg a 35 65 35 65 0 image a 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun5 回车即可 四 实验总结四 实验总结 此次实验后较熟练地掌握了对矩阵元素的访问 进一步掌握矩阵中的关系运算的特点 及索引地使用 分辨出元胞数组与结构数组之区别 灵活地控制调用结构体数组里元 素 MATLAB 实验三实验三 M 文件编写文件编写 一 实验目的一 实验目的 Matlab 综述报告 7 1 掌握 MATLAB 中 M 文件编写的一般特点 2 掌握输入与输出参数的格式 对 M 文件的编译有基本的认识 二 实验类型二 实验类型 设计型 三 实验内容 三 实验内容 3 1 M 文件文件 基本概念 matlab 提供了完整的编写应用程序的功能 这种功能是通过一种叫 M 语言的高级 语言来实现的 一个 M 文件其实就是命令的集合 编写程序 用 matlab 编写的程序文 件可以分成两种 第一种叫脚本文件 第二种叫函数文件 脚本文件 就是将命令和语法罗列在一起 举例 如 a magic 5 b zeros 5 c a b 函数文件 有固定的功能 有输入和输出 是一个模块 2 进入环境 edit 例题 1 给定一个矩阵 a 1 2 3 4 5 6 编写一个 M 函数 要求输入是 a 输出有三个 平均数 标准差 秩 程序运行后分 析其性能指标 主要从时间上分析 解 在命令框中输入 function ave std b ana a m n size a ave sum a m std sqrt sum a 2 m ave 2 b rank a 点击 保存 之后再在命令框中键入 a 1 2 3 4 5 6 ave std b ana a 回车即可 2 编写一个 M 函数 将一个给定图片文件里的白色全部换成另一种颜色 比如说 将 白色转成黑色 在工作目录下保存一张图片 命名为 white 在命令框中输入 function myfun2 a uint8 255 rand 10 10 3 m n p size a for i 1 m for j 1 m if a i j 255 Matlab 综述报告 8 a i j 0 end end end image a 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun2 回车即可 3 要求编写一个 M 函数文件 完成求三角函数 x 变化范围从 pi 到 pi 求出相应的 y 的值 并画出图 然后使用编译器生成 EXE 脱离 MATLAB 环境运行 在命令框中输入 function my3 x pi 0 01 pi y sin x plot x y 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun3 回车即可 之后再命令框中键入 mbuild setup mcc m my3 m 即可 四 实验总结四 实验总结 掌握 MATLAB 中 M 文件编写的一般特点 掌握输入与输出参数的格式 对 M 文件的 编译有基本的认识 更加了解了 matlab 强大的链接功能 与 C 语言的链接 即 toolboxes 的强大功能 MATLAB 实验四实验四 文件的输入与输出文件的输入与输出 一 实验目的一 实验目的 1 较熟练掌握文本文件 MAT 文件的读写方法 2 对二进制文件的读写有一定的了解 对于一些特殊的文件格式 比如图像文件 声音 文件等会使用通用和专项的函数进行简单的操作 二 实验类型二 实验类型 设计型 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 3 1 内容读写内容读写 1 高级读写 就是在不需要知道文件格式的情况下 使用 MATLAB 里现成的函数去 读写 这种方法非常方便 比如说 bmp JPG 图像文件 我们并不知道这种文件的格 式 或许 99 的人都不知道格式 但我们可以读写里面的数据 2 低级读写 在我们规定好文件的格式之后 把数据按这种格式写进文件里去 而相 应地读数据 也必须要知道文件的格式 不然取出的数据是乱的 这点和 C 语言非常 Matlab 综述报告 9 相似 实际上就是借助了 C 语言的低级读写的一些接口 包括二进制文件和文本文件 两种 3 向导读写 通过图形界面和向导 这个最方便 但不能用于编程 例题 1 定义一个 2 2 的元胞数组 放入相应的数据 然后保存到 MAT 文件中 清除内存后 然后再调入内存 查看数据是否改变 解 a pascal 4 hello 17 3500 7 2 100 Save fileA mat a Clear all Clc Load fileA mat 2 实验用图像 pic jpg 注意 此图片是灰度图片 本题是针对灰度图片的处理 使用 imread 函数将图像读入 Matlab 根据产生灰度变换函数 T1 使得 0 3rr 0 65 用 T1 对原图像 pic jpg 进行处理 查看结果 并打印出来 解 在命令框中输入 Function myfun2 a imread pic jpg r im2double a desimg r 0 35 0 3 r 0 35 0 105 2 6333 r 0 35 r 0 65 1 0 3 r 1 imshow desimg imwrite desimg t1 jpg jpg 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun2 回车即可 3 自己查阅资料找出中国近 10 年人口数 制成 txt 文件 格式如下 1990 11 3456 1991 12 3566 然后将数据引入到内存 并绘制出相应的人口变化曲线图 将数据存入工作目录下的 person txt 解 在命令框中输入 function my3 a load ascii person txt disp a plot a 1 a 2 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun3 回车即可 Matlab 综述报告 10 4 使用通用读函数 importdata 读入一个声音文件 hello wav 将所有的数据反序排列后 播放声音 听效果 最后 将数据保存成另外的的声音文件名 helloRev wav 在工作目录下保存 hello wav 解 在命令框中输入 function my4 a importdata hello wav a data flipud a data sound a data a fs wavwrite a data a fs helloRev wav 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun4 回车即可 四 实验总结四 实验总结 较熟练地掌握了文本文件 MAT 文件的读写方法 对二进制文件的读写有一定的了解 对于一些特殊的文件格式 比如图像文件 声音文件等会使用通用和专项的函数进行 简单的操作 例如 importdata 函数 MATLAB 实验五实验五 图形绘制与分析图形绘制与分析 一 实验目的一 实验目的 1 掌握工具绘图 2 初步掌握指令绘图 3 掌握插值的基本方法和拟合的基本方法 二 实验类型二 实验类型 设计型 三 实验内容与步骤 三 实验内容与步骤 3 1 绘图步骤绘图步骤 第一 准备好数据 基本图形的数据可以是 一组 y 或者二组 x y 或者三组 x y z x 2 pi pi 100 2 pi y sin x 第二 指定图形窗体 这个窗体指的是可以关闭的对话框 在这个对话框里可以作图 fig1 figure name mystock 或者更简单 figure 1 或者就是 figure 第三 绘制图形 用指令语句或者工具来绘图 plot x y Matlab 综述报告 11 第四 进行修饰 用指令语句或者工具来修饰 整体修饰 整个背景 绘图区修饰 添加网格线 曲线对象的修饰 线型及宽度等 小对象的修饰 文本框 1海尔 联想 方正近四年销售的数据如下 data 3000 2334 3444 6663 2342 3422 2111 4453 3232 2334 5433 3500 请做出如下图表 解 应用指令绘图 首先在工作目录下保存数据 data txt function myfun1 a load ascii data txt bar a label 海尔 联想 方正 set gca xticklabel label title 各品牌销售比较图 legend 2006 2007 2008 2009 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun1 回车即可 实验结果 Matlab 综述报告 12 2 已知在三维空间里 x y z 的变化规律如下 试用 plot3 来做出其图形 z 0 0 1 40 x cos z 2 y sin z cos z function my2 z 0 0 1 40 x cos z 2 y sin z cos z plot3 x y z 点击 保存 之后再在命令框中键入 myfun2 回车即可 实验结果 Matlab 综述报告 13 3 根据下面的方程绘制图形 y sin x x 然后再分别用多项式拟合函数和用拟合工具 进行拟合 解 在命令