2MATLAB基础快速入门

第2章MATLAB快速入门2.1MATLAB功能及发展（1）数据计算。MATLAB数据计算功能强大，基于矩阵的计算机制使其在线性代数、矩阵分析、数值分析、方程求解、傅里叶分析、数值微积分等多个方面得到良好的应用，且易获得精确可靠的结果。（2）符号计算。MATLAB提供了专门的工具箱用于符号运算，使用户可以直接对字符串符号进行分析计算，从而进一步扩展了计算机解决数学问题的能力。（3）图形功能。MATLAB提供了数据的可视化功能，包括常用二维和三维图形的绘制，用户可以方便地绘制各种图形。（4）建模仿真。MATLAB是一款优秀的建模仿真软件，用户利用该项功能可以很方便地模拟现实。（5）程序设计。MATLAB的程序设计功能完善，为面向对象的程序设计机制。MATLAB包含了大量的函数库，供用户直接调用。（6）界面设计。MATLAB软件提供了方便的界面设计功能，用户可以利用该功能完成相应的界面设计。MATLAB中的图形界面设计多为界面操作，无须大量复杂的算法。（7）与其他程序的集成与扩展。MATLAB软件与其他编程语言具有较好的链接能力，其应用接口编程技术为其他编程语言与MATLAB软件的交互使用提供了良好的应用平台。

MALAB诞生于20世纪70年代，它的编写者是CleveMoler博士和他的同事。1984年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市场，并继续进行MATLAB的开发。1993年，MathWorks公司推出MATLAB4.0；1995年，MathWorks公司推出MATLAB4.2C版（ForWin3.x）；1997年，推出MATLAB5.0；2000年9月发布了MATLAB7；2006年3月发布了MATLAB2006a，2006年9月发布了MATLAB2006b，2007年3月发布了最新的MATLABR2007。每一次版本的推出都使MATLAB有了长足的进步，界面越来越友好，内容越来越丰富，功能越来越强大，帮助系统越来越完善。MATLAB擅长于数值计算，能处理大量的数据，而且效率比较高。MathWorks公司在此基础上加强了MATLAB的符号计算、文字处理、可视化建模和实时控制能力，增强了MATLAB的市场竞争力，使MATLAB成为市场主流的数值计算软件。2.2MATLABR2023b集成开发环境MATLABR2023b的主界面即用户的工作环境，包括菜单栏、工具栏、开始按钮和各个不同用途的窗口。主要包括的相关工具有：（1）命令窗口。MATLAB的命令窗口是用户与软件交互的主要界面。用户可以在命令窗口中输入和执行MATLAB命令，进行数据处理、计算和编程等操作。（2）编辑器。MATLAB的编辑器提供了一个集成的开发环境，用于编写、编辑和调试MATLAB代码。（3）图形用户界面（GUI）设计工具。MATLAB提供了一个可视化的GUI设计工具，用于创建交互式的图形用户界面。用户可以使用该工具设计和构建自定义的GUI应用程序，以实现更直观和友好的用户界面。（4）数学和工程工具箱。MATLAB提供了多个数学和工程工具箱，用于解决特定领域的问题。（5）模型建立和仿真工具。MATLAB提供了建模和仿真工具，用于创建和模拟各种系统和过程。用户可以使用这些工具构建数学模型，并通过仿真来验证和优化模型的性能。（6）应用部署工具。MATLAB提供了应用部署工具，用于将MATLAB代码转换为独立的可执行文件或部署到Web、移动设备和云平台上。这使得用户可以将MATLAB应用程序分享给其他人，并在不需要MATLAB环境的情况下运行。2.4MATLAB桌面基础知识全世界数以百万计的工程师和科学家都在使用MATLAB分析和设计改变着世界的系统和产品。基于矩阵的MATLAB语言是世界上表示计算数学最自然的方式。可以使用内置图形轻松可视化数据和深入了解数据。启动MATLAB时，桌面会以默认布局显示，如图2-1所示。桌面包括下列面板：●当前文件夹：访问您的文件。●命令行窗口：在命令行中输入命令（由提示符“>>”表示）。●工作区：浏览您创建或从文件导入的数据。2.5MATLAB语言基础MATLAB是“matrixlaboratory”的缩写形式。其他编程语言通常一次只能处理一个数字，而MATLAB则针对整个矩阵和数组进行运算处理。语言基础知识包括基本运算，例如创建变量、数组索引、算术运算和数据类型。数据类型主要包括数值数组、字符和字符串、表格、结构体和元胞数组、数据类型转换等内容。默认情况下，MATLAB会将所有数值变量存储为双精度浮点值。其他数据类型可在单个变量中来存储文本、整数或单精度值，或相关数据的组合。字符数组和字符串数组用于存储MATLAB中的文本数据。●字符数组是一个字符序列，就像数值数组是一个数字序列一样。它的一个典型用途是将短文本片段存储为字符向量，如c='HelloWorld'。●字符串数组是文本片段的容器。字符串数组提供一组用于将文本处理为数据的函数。可以使用双引号创建字符串，例如str="Greetingsfriend"。如果要将数据转换为字符串数组，请使用string函数。2.5.4基本运算MATLAB语言使用许多常见运算符和特殊字符，可以使用它们对任何类型的数组执行简单的运算。1.算术运算MATLAB具有两种不同类型的算术运算：数组运算和矩阵运算。可以使用这些算术运算来执行数值计算，例如两数相加、计算数组元素的给定次幂或两个矩阵相乘。矩阵运算遵循线性代数的法则。与之不同，数组运算则是执行逐元素运算并支持多维数组。句点字符“.”将数组运算与矩阵运算区别开来。但是，由于矩阵运算和数组运算在加法和减法的运算上相同，因此没有必要使用字符组合.+和.-。2.关系运算关系运算符比较两个数组中的元素，并返回逻辑值true或false来指示关系是否成立。3.逻辑运算MATLAB使用logical数据类型表示布尔数据。此数据类型分别使用数字1和0表示true和false状态。某些MATLAB函数和运算符返回逻辑值以指示是否满足某个条件。可以使用这些逻辑值作为数组索引或执行条件代码。2.5.5循环及选择结构在MATLAB中，循环使用for或while关键字，条件语句使用if或switch，其他关键字提供对程序流的更精细控制。1.选择结构MATLAB的选择结构有if语句和switch语句两种形式。if语句最为常用，switch语句则适用于选择分支比较整齐、分支较多、没有优先关系的场合。对if语句来说，只有一种选择是其中最简单的一种，格式如下：ifexpressionstatementsend当expression为真（true或1）时，就执行if与end之间的语句。当有两种选择时，格式为：ifexpressionstatements1elsestatements2end

循环结构MATLAB中有两种循环结构的语句：for循环和while循环，但MATLAB没有do-while语句。for循环格式一般采用如下形式：forindex=valuesstatem