简介basicmatlab mathworks出品商业数学软件用于算法开

wujl@pkuedu22JulyScientificandengineeringcomputingItiveexploration,design,andproblem-solvingGraphicsforvisualizingdataandAppsforcurvefitting,dlassification,signalysis,andmanyotherWiderangeofengineeringandscientificapplicationsToolsforbuildingapplicationswithcustomuserInterfacestoC/C++,Java,,Python,SQL,Hadoop,andRoyalty-deploymentoptionsforsharingprogramswithend语言基础（语言基础（Language统计做图程序编制数学计算 Commuicationoolbox—箱 PartialDifferentialoolbo——偏微分方程ControlSytemoolbox—箱 RobtControloolbox——箱FinancialToolbox——箱 SignalProceingoolbox——信号处理工具箱Fuzzyogicoolbox——箱 oolbox——态箱

ImageProcessingToolbox——图象处理工具箱StatisticsToolbox——

SystemIdentificationToolbox——系统辨ModelpredictiveControlToolbox——模型预测SystemIdentificationToolbox—— NeuraworkToolbox——神经网络工具箱WaveletToolbox——小波工具Optimizationolbox——箱 - yisandSyntheisoolbox——分析

注注蓝色部分科学算以及数据分相关具箱（主要是平台）；橘红色分的基于模型计开工具箱（主要是平台）；相关算是扩展；。a1b 类似2>> c 注命令窗口中，可以通过上下箭头选择记录 做 应 三、矩阵与数组（Matrices& 是“矩阵”的缩写故整个处理数据（包括数值、 数组类型如二维数组（矩阵）。1、产生数组/>>a=[123 Row>>>>a=[123;456;78 Matrix>> Column2、数组/>>a+ >> >>format>>>> >>format >> 51189 4141

>>myText=‘>>myText=‘o,>>otherText=‘You’’re>>whos>>longText=[myText,‘-’,>>>>c=(f->>tempText=[‘Temperatureis‘,num2str(c), 工作空间变量操作save>> load>>A=[13>>>>B=[10,6,>>max(A,>>[maxA,>>disp(‘o注clc是清除命令窗口信息，但不清除记录和五、二维、三维做图（2-D五、二维、三维做图（2-D&3-D1、线性图（Line>>>>>>>>>>>>title(‘plotoftheSine>>plot(x,y,‘r--r--’是做图参数，r表示红色，类似还有b蓝色/g绿2、三维图（3-Dplots）>>[X,Y]=meshgrid(->>Z=X.*exp(-X.^2–>>sur>>t=>>]=>>subplot(2,2,1);mesh(X);>>subplot(2,2,2);mesh(Y);>>subplot(2,2,3);mesh(Z);>>subplot(2,2,4);mes);title>>>>>>>>hold>>>>>>legend(‘sin’,注可用holdoff六、编程与（Programming&1、编>>edit % ndomdatafromauniform%andcalculatethemeanPlotthedataandthe%createdby2016-7->>plotrand n=50;%50datapointsr=rand(n,1);%Drawalinefrom(0,m)to(n,m)m=mean(r);holdonholdoff2、语句控制（for,2、语句控制（for,while,if&%程序语句控制示例，by2016-7-nsamples5;采样次数npoints=50;fork1nsamples%currentData=rand(npoints,1);sampleMean(k)=mean(currentData);overallMean=%Now,modifytheforloopsothatyoucanviewtheresultsateachi%Disytextthatludesthecurrentition%andremovethesemicolonfromtheassignmenttofork=1tionString=['Ition#',int2str(k)];disp(itionString)currentData=rand(npoints,1);sampleMean(k)=mean(currentData)overallMean=语言基础（Language统计做图程序编制数学计算%ifoverallMean<disp('Meanislessthanexpected')elseifoverallMean>51disp('Meanisgreaterthan七、帮助与文档（Help& 1、新建窗口浏览帮助>>docmean2、命令窗口输入中停顿>>mean(3help命令>>4、系统演示>>语言基础（Language>>A=[163213;510118;96712;415141]96741514ByAlbrecht一、矩阵基本操作（Matrices一、矩阵基本操作（Matrices1、输入（Entering>>A= 89671241514>>A= 896712415142、求和、转置、对角线（sum,transpose,and>>>>>>>>>>>>>> >>A=B(:,[1321储空间若变量重名则自动替换为新赋值语句。>>>>>>另尽管变量名称程度不受限制但识别仍以最长名称值为限>>>>>>>>3、常用矩阵3、常用矩阵（zeros、ones、rand、>>Z=zeros(2 %All>>F=5*ones(33)%Allones>>N=fix(10*rand(110))%Uniformlydistributedrandom>>R=randn(44)%Normallydistributedrandom2使用常规数值表达方式整数最大表示52个字节（bit）浮点（实 表达范围是10至10复数可用i或j表示虚部。如3-9900001967-10689103167e-2061i3+4j-314j3e5i>> >>>> >>>>>>>>>>3、矩阵/3、矩阵/数组操作（Matrix \ 元素 ^ 元素* 乘元素 转/ 除元素 >> >>x=(0:01>> >>logs=[x>>C=A >> pows=[nn^22 4、函数与表达式（Functions& 最大浮点数（2- >>helpelfun%基本数学函 >>helpspecfun%高级数学函 >>rho=(1->>helpelmat%矩阵函 >>>>z=sqrt(besselk(4/3,rho->>>四、矩阵行/列（Matrix1、矩阵元素 3、矩阵连接>>>> >>B=[AA+32;A+48>>>>>>2、分号操作 >> 4>>100:->> >>>> >> >>X(1,2)=[]%>>A(1:4,A X(2:2:10)=[]>>>>三、命令编辑（Commands三、命令编辑（Commands1、简略输出（Suppressing>>>>>>2、长命令输入（Long>>sum=1-1/2+1/3-1/4+1/5-3、格式（Format>>x=[4/3123e- >>format>>formatlong>>format >>formatlong>>formatshort >>format>>formatshort >>format>>format5、矩阵与标量>>B=A-8>>>>6、逻辑判断>>x>>>>x=x(abs(x-mean(x))<=>>7、元素查找>>>>>>四、数组其他类型（Typesof四、数组其他类型（Typesof1、数组（Multidimensional>>>>p=perms(1:4);%产生4!=24种14>>>>>>fork=1:24>>>>sum(M,>>sum(M,>>sum(M,3、文本数组（Charactersand>>s=‘o’%将字符按照数组形a=double(s)%将字符的ASCIIs_back=char(a)%依据ASCII示例ASCII编码32127>>C={‘A’;‘momentum>>%>>>>>>>>>>>>h=[s,‘>>v=[s;>>%注意>>%>>%第产生5×92、数组组（2、数组组（Cell>>>>C={Asum(A)>>%因为最后一个数组只有1>>>>forn=1>>4、结构（Structuers）——>>Sname='Ed>>Sscore=>>Sgrade=>>names={S>>[N1N2N3]=S>>>>S(2)name='Toni>>S(2)score=>>S(2)grade='A->>S(3)=struct('name','JerryGarcia',>>>>S>>>>names=char(S语言基础（Language语言基础（Language统计做图程序编制数学计算3、做图修饰（SpecifyingLineStyles&>>>>>>x1=0>>x2=0>>统计做图统计做图1、制图（Creatinga>>>>>>>>>>ylabel(‘Sineof2、多数据（MultipleData>>>>>>>>legend(‘sin(x)’,’sin(x-025)’,’sin(x-04、绘图窗口（Figure可以用figure（n）个绘图窗后续绘图命令将在开启的窗口中擦除原有图性重新绘图。若要保留原有图形（增加模式）则需要holdon命令示例>>]=>>%Createsurface>>sur>>%Removeedgelinesasmooth>>shading>>%Holdthecurrent>>hold>>%Addthecontourgraphtothepcolor>>contour>>%Returnto>>holdfigure>>figure(2)clfreset%>>>>x=0>>subplot(3,1,1);>>subplot(3,1,2);>>subplot(3,1,3);plot(sin(x)5、坐标轴控制（Controlling一般情况下自动设置坐标轴和间隔但也可自定义设置>>%axis([xminxmaxyminymaxzmin>>axis>>axissquare设置x轴和yaxisequal%设置x和yaxisautonormal%axisoff%>>gridon%打开绘图窗口网格（off关闭网格5、三维网格与表面绘图（Mesh&Surface三维网格与表面图是利用x-yz格图通过图形曲线颜色及关键点表达三维图形表面图则产生抛光效果形成本示例计算二维平面下sin(r)/r为避免reps>>[X,Y]=meshgrid(-8:5>>R=sqrt(X^2+Y^2)+>>Z=sin(R)>>mes>>sur)%产生三维表面colormaphsvcolorbar%>>alpha(04)%产生效绘图 >t=;确定坐标起始点； >y=s标注、轴含义； >,)增加注记； >s([ii11])保存图形。 >(iqi}q)>>>>title('Graphofthesine>>text(05,-1/3,'{\itNotetheoddsymmetrysave命令保存保存格式有两种1、默认.fig格式可以用openfig2、其他格式需要用imread命令加图命令读出（单独模块格式为openfig(‘*>>%>>sur‘FaceColor’,‘red’,‘EdgeColor’,‘none’)%重新配camlightleft;%>>lightingphong%效语言基础（Language语言基础（Language统计做图程序编制数学计算ifSwitch但这两者有时候不能转换。If语句可用于不确定情况如: ifyourNumber<0elseifyourNumber>0注的基本操作是矩阵而不是标量而条件判断结果是基于标量处理。如A=magic(4);B=A;B(1,1)=0; >>A=magic(4);B=A;B(1,1)=0;ifA> >>elseifA< >>elseifA== disp('Unexpectedsituation) 程序编制程序编制一、控制语句（Control1、条件语句（if,else,%Generatearandoma=randi(100, [dayNum,dayString]=weekday(date,'long',%Ifitiseven,dividebyifrem(a,2)==0%条件判断 switchdayStringdisp('ais caseb= disp('Startofthework casedisp（’aisodd disp('Day casea=randi(100,1); caseifa< disp('Day caseelseifa<80 disp('Lastdayoftheworkweek') 2、循环语句（for,while,continue,1) 2)forn=3:32 r(n)=rank(magic(n)); a=0;fa=- b=3;fb=whileb-a>fori= x=forj= fx=x^3-2*x-H(i,j)= ifsign(fx)== a=x;fa= b=x;fb=3)3)fid=fopen('magiccount= 4)whileline= a=0;fa=-count=count+ b=3;fb= whileb-a>x=fprintf('%dlines\n',count); iffx==0 elseifsign(fx)==sign(fa)a=x;fa=fx;b=x;fb=二、与函数（Scripts&1、概述尽管是解释性程序可以通过命令逐步控制程序运行但最佳运行法还是通过程序控制进行数据和文件的操作其中程序文件包括两类即和函数。（workspace）的数据不接受参数输入或者输出直接通过输入名称（去掉扩展名m）运行的文件系列。作空间数据进行交流但函数内变量只在函数 运行只能通过输出参数返回到工为扩展名为m的文本文件其查看命令为type如>>type事实上事实上中循环语句经常用于赋值但常通过矢量形式实现x=fork=1:1001y(k)=log10(x);x=x+01;x=01:y=此外由于是解释性语言当数据处理较大时可考虑通过预赋值（空间）以提高程序运行效率。如forn=1:32r(n)=rank(magic(n));2、%Investigatetherankofmagicsquaresr=zeros(1,32);forn=r(n)=rank(magic(n));filename:magicrank>>3、函数3、函数>>typefunctionr=%RANKMatrix%RANK(A)providesanestimateofthenumberof%trowsorcolumnsofamatrix%RANK(A,tol)isthenumberofsingularvaluesof%thatarelargerthan%RANK(A)usesthedefaulttol=max(size(A))*norm(A)*epss=svd(A);iftol=max(size(A)')*max(s)*eps;r=sum(s>>>help>>>>>>r=rank(A,1e-语言基础（Language统计做图程序编制数学计算 非线性函数操作（OperationsonNonlinear多元变量处理（Multivariate数据分析（Data线性代数基础（Linear线性代数基础（LinearAlgebra1、的矩阵表达>>>>>>>>u=[3;1;>>v=[20->>>>A=>>B=>>X=A+>>Y=X–>>X=A+C%>>u=[3;1;>>v=[20->>x=>>>>>>>>注若x和y均为相同维实数列矩阵则x*yx’*y和y’*x是同一>>z=[1+2i7-3i3+4i;6-2i9i>>>>z非线性函数操作（OperationsonNonlinear它是通过句柄（handle）函数实现令格式为fhandle如functiony=y=1./((x-.3).^2+.01)+1./((x-.9).^2+.04)->>x=0:>>y=>>p=fminsearch(@humps,05)%Q=quadl(@humps,0,1求解0-1>>%该函数在0-1区间不为0求解为0对应的x3、矩阵相乘（3、矩阵相乘（Multiplying>>A=>>B=>>m=3;n=>>fori=forj=>>一般情况下矩阵乘>>X=A*>>Y=B*>>u=[3;1;>>x=A*>>v=[20->>y=v*>>C=>>X=A*>>Y=C*A%>>s=>>w=s*4、单位矩阵（Identity>>%eye(m,n)or>>>>一般单位矩阵用I5、矩阵KroecerTeor积与线性代数矩阵的求解，参见矩阵基础知识部分。多元变量处理（Multivariate>>help>>help示例 >>D=7517012>>%数据分析（Data数据分析（Data基础部分在这一部分中 通过自身带的一个数据资料展示利用1、数据处理（Preprocessing>>loadcount>>c3=count(:,3)%统计第三列（第3路口）>>c3NaNCount=sum(isnan(c3))%判断是否有值/非数0>>%同样可以检测其他数据列是否有数据平滑过滤结果（Smoothing&>>%>>plot(c3m,‘o->>hold>>%>>span=3;%Sizeoftheaveraging>>window=>>h=plot(smoothed_c3m,'ro->>legend('Data','Smoothed>>%注意因为原始数据奇异值用>>%有时候可用filter>>%>>bin_counts=hist(c3);%Histogramb>>N=max(bin_counts);%umb>>mu3=mean(c3);%Data>>sigma3=std(c3);%Datastandard>>hist(c3)%Plot>>hold>>X=>>Y=>>plot(X,Y,'g','LineWidth',2)%Standard>>>>hold>>%显然数据有较高值>>%>>outliers=(c3-mu3)>>>c3m=c3;%Copyc3to>>c3m(outliers)=NaN;%AdN>>>>plot(smoothed2_c3m,'ro-2、数据汇总描述（Summarizing2、数据汇总描述（Summarizing集中趋势（measuresof>>x1=>>x2=>>x3=变异程度（measuresof>>dx2=>>dx3=图形化描述（Shapeof>>>>>>legend('Intersection'Intersection'Intersection3、数据可视化（Visualizing二维图（2-Dscatter>>loadcount>>c1=count(:,1);%Dataatintersection>>c2=count(:,2);%Dataatintersection>>>>>>xlabel('Intersection>>ylabel('IntersectionC12cov([c1c2])R12=corrcoef([c1c2])r12=R12(1,2>>r12sq=r12^2%>>>>c1=count(:,1);%Dataatintersection>>[bin_counts,bin_locations]=>>hist_area=>>>>>>hold>>mu1=>>exp_pdf=@(t)(1/m