MATLAB经验集：编程技巧与常见问题总结

前言和目录

预留坑位

此为笔记文档 这里会记下一些没有填上的坑 patch属性是什么 属性是什么 二维和三维的隐函数怎么表示 子级和父级是什么 特殊的数据可视化方法，如heatmap、imagesc 元胞 多文件编程设计 syms、函数句柄是什么

阅读注意

• 里面百度文库的链接需要打开flash再进入
• 本文使用的Matlab版本是R2019a，可能有的高阶功能不向下兼容，需要自行查阅资料
• pdf版建议打开pdf的目录功能，markdown转pdf的时候会自动根据标题生成目录
• 在CSDN的版本由于图片转存太麻烦有的部分原本有图的我就没上传，但是大体不影响阅读，我会留下外网链接，里面将是pdf版
• 不保证正确！如果发现错误请联系本人，本人将在更新过程中改正！
• 本人ID： GitHub：BJTU-ChrisLee CSDN：BJTU_Chris_Lee
• 预计之后会持续在CSDN更新，每次更新都会直接改一整篇文章（本文本质是个人的学习笔记），所以请跟进关注
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Matlab使用入门

基础操作

• 怎么注释？

%...
%{
%}

怎么不每次显示结果？

在行末加上 ;

怎么多行输入？

用连行符 ...，不过字符串似乎不支持多行输入

怎么开新界面窗口？

figure函数 相关资料

disp函数可以简单发送 信息

怎么关闭所有窗口/重置所有变量/清屏？

​ clear close函数 clear close等的用法

怎么暂停程序？

pause类函数 pause类用法

注意只有在操作端左边显示>>的时候才能输入

如果想要在编写代码的时候就确定一个调试点，可以设置一个keyboard函数，它允许程序暂停的同时进行值的调整

怎么从用户获得输入？

input函数：

v1=input('提示性语句：');
%如果想要在input里加上变量的话可以采用下面的方式
v2=input([str1,num2str(v3),str2]);%同样适用于`disp`函数
%即字符串在Matlab中是特殊处理的
%也可以结合disp：
disp([str1,num2str(v3),str]);
v4=input('')%不能缺失 ''

注意，所有的输入和声明赋值操作是一样的，具体见矩阵和字符串中相关内容

从文件输入方法在后面提及

全局变量怎么使用？

% in 'a.m':
global a;
a=0;
% to use a in 'b.m':
global a;

为什么看到很多函数原形带有字符串？

比如：

plot(x,y,'--gs','LineWidth',2,'MarkerSize',10,'MarkerEdgeColor','b','MarkerFaceColor',[0.5,0.5,0.5]);

（该语句来自于plot的技术文档）

实际上可以类比C语言读文件时候的'rb'等控制符，为了易读，将可以更改的命令都做成了字符串，以便很明了地更改属性

有哪些需要特别注意的点？

• Matlab所有的下标都是1开始索引的
• Matlab中的字符串使用单引号包起来
• Matlab中的Mat（矩阵）是重点，几乎所有操作都是以矩阵作为基础的
• Matlab中char指字符串
• Matlab中如果想一行输入多个变量需要使用空格分割，,表示的是一行多个表达式
• Matlab逻辑运算符号中：
     

遇到不知道的怎么办？

1. 百度 面向百度的Matlab编程
2. 对于看不懂的函数，输入help cmd查看官方帮助文档（实际上本文很多东西都是直接help来的）

两大数据结构——矩阵和字符串

矩阵有哪些操作？

矩阵的输入和声明

直接声明

A=[1,2,3;2,3,4]
A = 
     1     2     3
     2     3     4

从用户获得输入，注意，输入格式与在代码中输入是一样的

A=input('input A:')
%input
[1,2,3;...
2,3,4]
%end of input
A = 
     2     3     4
     2     4     5

注意，下列方法获得的也是个向量/矩阵，这对理解Matlab怎么操作函数有很重要的意义

A=1:2:5
A = 
     1     3     5
A=1:3:5
A = 
     1     4
A=1:3
A = 
     1     2     3
A=[1:2:5,1:3:5]
A = 
     1     3     5     1     4
A=[[1:2:5]',[1:3:7]']%'是转置，这里涉及了子矩阵的组合，见‘重构矩阵的方法’一节
A = 
     1     1
     3     4
     5     7
A=input('input A:')
%input
1:1:3
%end of input
A = 
     1     2     3

可以猜测，实际上a:step:b指的是从a到b，步长为step的向量，也可以知道这种向量和[1,2,3]这种向量并没有不同之处，这很重要！直接关系能不能正确理解后面的函数！

获取矩阵信息的函数

• 获得行列数 [rows,cols]=size(A); szA=size(A);%szA是一个二维行向量 maxrc=length(A);%各个维度的元素数的最大值(2*3*4的三维矩阵即4) matlab123
• 获得维度，注意维度类比是x、y坐标的意思 dimA=ndims(A); matlab1
• 获得非0元素个数 cnt_nzero=nnz(A); matlab1
• 声明矩阵的常用方法 sz是指一个n维向量代表每个维度的元素数 A=ones(sz);%全为1的矩阵 B=zeros(sz);%全为0的矩阵 C=rand(sz);%产生在（0，1）区间均匀分布的随机阵 D=eye(sz);%产生单位阵 E=randn(sz)%产生均值为0，方差为1的标准正态分布随机矩阵 matlab12345 特殊矩阵 见链接中的 二-3
• 线性索引和坐标的转化 这在位运算中会涉及到，这里只是介绍 摘抄自此 可以使用单个下标A(k) 表示matlab矩阵中的元素，MATLAB不会以矩阵和数组在MATLAB命令行窗口中的显示形状存储矩阵和数组，而是会将矩阵和数组存储为单个元素列。这种单个列由矩阵中的所有列组成，没一列都附加到最后一列。 因此，矩阵 A A = [2 6 9; 4 2 8; 3 5 1] A = 2 6 9 4 2 8 3 5 1 matlab12345 实际上是以序列形式存储在内存中：2,4,3,6,2,5,9,8,1，注意这里是按照先列后行的方式排布 矩阵A中位于第3行，第2列的元素（值=5）也可以标识为实际存储序列中的第6个元素。要访问此元素，可以使用标准的A(3,2)语法，也可以使用A(6)。 如果提供多个下标，Matlab将会基于分配给数组的维度计算存储列的索引。例如，假定 A 之类的二维数组的大小为 [d1 d2]，其中 d1 表示数组中的行数，d2 表示列数。如果提供两个表示行-列索引的下标 (i, j)，则偏移为 (j-1) * d1 + i matlab1 给定表达式 A(3,2)，MATLAB 会将 A 的存储列的偏移计算为 (2-1) * 3 + 3，即 6。从头开始数六个元素即会到达值 5。 主要运用的就是find函数，所以只对find函数简要介绍 find(x)返回一个包含数组 X 中每个非零元素的线形索引的向量 A=[1,0,3;0,4,0;5,0,6] (find(A))' %转置是为了看起来方便些 ans = 1 3 5 7 9 (find(A<3))'%这里涉及了矩阵的位运算 ans = 1 2 4 6 8 matlab1234567 这里也可以看出Matlab优先处理列向量

重构矩阵的方法

• 直接提取法 行的范围：row_a->row_b，列的范围：col_a->col_b sonA=A(row_a:row_b,col_a:col_b) matlab1 如果想要提取全部行/列的话 sonA=A(row_a:row_b,:)%获得了A的row_a->row_b行的全部列 matlab1 如果不知道具体多少行/列也不想多用变量的话 sonA=A(row_a:row_b,col_a:end) matlab1 如果你想的话，甚至可以从row_b->row_a翻转矩阵 son_rev_A=A(row_b:-1:row_a,1:end) %获得A全部列调转row_a->row_b行之后的矩阵，这里也可以猜出A(:,:)格式的本质是什么 matlab12 还记得吗，a:step:b实际上是一种向量，所以下面的方法获得矩阵也是可以的 这里pos使用的是线性索引 A=[1,0,3;0,4,0;5,0,6]; pos=[1,2;3,4] A(pos) ans = 1 0 5 0 pos=[1:2:3;2,5] A(pos) ans = 1 5 0 4 matlab1234567891011 可以猜测直接提取法的本质： A(B)将返回与B大小一致的矩阵，其中的元素为B上每一个位置对应的线性索引对应的A的值
• reshape函数 目测不是很好用，如果上面的方法无法满足需求时可以 点击这个链接 了解具体怎么用，当然，也可以help reshape
• 组合矩阵法 获得A，B构成的矩阵，这里的例子要求A的行数与B的行数一致（与数学上的分块的要求一样） C=[A(1:2,1),B(1:2,:)] matlab1

矩阵的简单操作函数

只记录几个常用的，其他如求上三角、求转置、翻转等 参阅这个链接

• 取整函数fix ceil floor %fix将X的每个元素朝零方向四舍五入为最近的整数 A=fix(10*rand(1,10));%产生1*10的每个元素均为0-9之间随机整数的矩阵 %ceil将X的每个元素四舍五入到大于或等于该元素的最接近整数 %floor将X的每个元素四舍五入到小于或等于该元素的最接近整数 matlab1234
• 计算矩阵的秩/行列式/特征值/迹/逆等 r=rank(A);%矩阵的秩 d=det(A);%矩阵的行列式 v=eig(A);%矩阵的特征值，这里的v是一个列向量 t=trace(A);%矩阵的迹，这里A必须是方阵 A=inv(A);%矩阵的逆 matlab12345 需要查找其他的求值函数（如求约化阶梯阵）时可以百度和help cmd
• 求矩阵的转置 B=A' B=A.' matlab12 两者的在涉及复数时的区别请参阅help '
• 求对角线元素 与求迹不同，这里不需要A是方阵，会逐个取 A(i,i) 元素 B=diag(A) matlab1

矩阵的运算

注意，matlab几乎一切皆矩阵，所以矩阵的运算会伴随使用Matlab的全过程，一定要思考每一个函数与矩阵是否有关系