MATLAB 小技巧.doc

MATLAB 小技巧这里是几个Matlab的小提示，基本上是我使用Matlab时碰到并解决了的问题，希望能使别人不要再碰钉子走弯路了。如果有建议或发现其中有错误，请与我联系。Kotaimen.Cao, kotaimen_ 1、循环变量 由于历史的原因，程序员们总是使用i,j,为循环变量命名，但是在Matlab中这种习惯可能会导致一些很隐蔽的问题。因为i,j同时也是Matlab中的虚数单位，如果你给i赋值，就会覆盖掉原来虚数单位的定义，例如： 4+i*3 ans = 4.0000 + 3.0000i for i=1:10, end 4+i*3 ans = 34 在一段很长的程序中很难发现这个错误，因此不要用i,j作循环变量名，除非你确认在代码的作用域内不会和复数打交道；或者使用4+3i这样的复数记法；也可以换用j： for i=1:10, end i i = 10 j ans = 0 + 1.0000i 1i ans = 0 + 1.0000i 4+3i ans = 4.0000 + 3.0000i 2、循环 我经常看到一些Matlab初学者写出带有层层循环的代码，这些代码往往运行得很慢，而且非常难懂。Matlab提供了大量的命令来避免循环，我的建议是：在确定要写一个针对矩阵操作的2重循环之前，请仔细阅读帮助中的Maximizing MATLAB Performance一节。里面有很多例子，这里举一个我自己碰到的问题。 要统计数字图像的亮度最大值和最小值，由于数字图像可能是一个二维或三维的矩阵，开始我写出了如下的代码： switch ndims(img) case 2 m = max(max(img); case 3 m = max(max(max(img); end后来我对这种做法很不满意，如果有一个8维的矩阵，难道我要写 max(max(max(max(max(max(max(max(x)才行？后来我发现无论矩阵是什么维数，实际上 max( x( : ) )就够了。 3、符号运算 许多Matlab函数(特别是数值计算方面的)可以作为函数句柄(function handle)或内联对象(inline object)作为参数。我们以quad函数为例，这个函数使用Simpson算法求函数的数值积分。它的一种调用形式是： quad(fun, a, b) 其中，fun可以是指向被积函数的函数句柄，或者含有被积函数的内联对象；a和b分别是被积区间的上、下限。考虑以下积分： 使用函数句柄的方法： % 将下面到% EOF的代码保存为f.m function y = f(x) y = sin(x) ./ x; % EOF quad(f, 1, 2)ans = 0.6593 使用内联对象的方法： quad( inline( sin(x)./x ), 1, 2 ) ans = 0.6593 由于使用内联对象不需要另外建立m文件，所以比较方便，建议使用这种方法。 更加常见的应用是被积函数有不确定的参数，例如： 其中参数a,b,K运行时确定，这时，使用函数句柄将显得很麻烦，可以用以下的方法： a = rand; b = rand + 1; K = rand; y = subs(sin(K*x)/x, K, sym(K, d) ) quad( inline(vectorize(char(y), a, b) y = sin(.79193703742703536185842949635116*x)/x ans = 0.8188 当然，由于a,b,K是随机数，结果是不确定的。 这里有有两点需要说明： 第一，请注意sym(K, d)，如果直接使用subs(sin(K*x)/x, K, K)或subs(sin(K*x)/x, K, sym(K)的话，高版本的符号工具箱会将K尽可能化为分数，有时这是十分恐怖的，也许会得到： sin(6649179754310225/9007199254740992*x)/x 这样的结果。 第二，注意vectorize函数。sym对象重载的char函数会把数组的乘除(.*, ./, .)化成矩阵的乘除(*, /, )，vectorize会将字符串里的*,/,全化成.*, ./, .，如果不这样做，quad函数将会出错，这个问题曾经困扰了我很长的时间： quad( inline(char(y), a, b) ? Index exceeds matrix dimensions. Error in = D:MATLAB6p5toolboxmatlabfunfunquad.m On line 67 = if isfinite(y(7) 3、隐藏的图形对象属性 Matlab的所谓句柄图形(handle graphics)对象的配置是通过许多属性的设置来完成的。有一些帮助文件中没有提到的确实存在的属性。 figure的Toolbar属性 有三个值：none, auto, figure 利用这个属性可以把figure变成没有菜单条却有工具栏的样式： figure(Menubar, none, Toolbar, figure) root object的Default属性 在我的Malab环境里，Root object有如下的默认值： get(0, Default) ans = defaultFigurePosition: 232 258 560 420 defaultTextColor: 0 0 0 defaultAxesXColor: 0 0 0 defaultAxesYColor: 0 0 0 defaultAxesZColor: 0 0 0 defaultPatchFaceColor: 0 0 0 defaultPatchEdgeColor: 0 0 0 defaultLineColor: 0 0 0 defaultFigureInvertHardcopy: on defaultFigureColor: 0.8000 0.8000 0.8000 defaultAxesColor: 1 1 1 defaultAxesColorOrder: 7x3 double defaultFigureColormap: 64x3 double defaultSurfaceEdgeColor: 0 0 0 defaultFigurePaperType: A4 defaultFigurePaperUnits: centimeters 实际上，还有一些默认值不会被显示出来： get(0, defaultUicontrolBackgroundColor) get(0, defaultUicontrolForegroundColor) get(0, defaultUicontrolFontName) get(0, defaultUicontrolFontSize) get(0, defaultUicontrolFontWeight) get(0, defaultUicontrolFontAngle) ans = 0.7725 0.7961 0.8118 0 0 0 ans = MS Sans Serif ans = 8 ans = normal ans = normal 这些默认值有助于在创建用户界面时遵循操作系统颜色，例如： figure(Color, get(0,defaultUicontrolBackgroundColor) system_dependent(getdata) system_dependent(getwinsys) 版本 使用version函数可以获得Matlab或工具箱的版本： v1 = ver(matlab) v1 = Name: MATLAB Version: 6.5 Release: (R13) Date: 20-Jun-2002 v2 = ver(control) v2 = Name: Control System Toolbox Version: 5.2 Release: (R13) Date: 28-Jun-2002 如果工具箱不存在或没有安装返回空结构 v3 = ver(nonsense) v3 = 0x0 struct array with fields: Name Version Release Date 可以利用这个函数让自己的程序在不当的Matlab版本上运行时给出比较体面的警告。另外，有一个帮助中没有提及的内部函数system_dependent可以获得操作系统的版本： system_dependent(getos) ans = Microsoft Windows XP system_dependent(getwinsys) ans = Version 5.1 (Build 2600) uitools工具集 除了帮助中提及的一些GUI工具函数外，matlabroottoolboxmatlabuitools里还有不少帮助里没有提及的函数，建议仔细研究一下(help uitools)，例如，makemenu函数可以从字符串中生成菜单： labels = str2mat( . &File, . &Newn, . &Open, . Open &documentd, . Open &graphg, . -, . &Saves, . &Edit, . &View, . &Axisa, . &Selection regionr . ); calls