MATLAB上机实验报告_基础与实例进阶

实验1MATLAB初步

1. 举例说明format命令的功能；

功能: 设置显示浮点格式

％n 读取一个数字并转换为double %d 读取一个数据并转换为int32

%d8 读取一个数据并转换为int8

%d16 读取一个数据并转换为int16 %d32 读取一个数据并转换为int32 %d64 读取一个数据并转换为int64 %u 读取一个数据并转换为uint32 %u8 读取一个数据并转换为uint8 %u16 读取一个数据并转换为uint16 %u32 读取一个数据并转换为uint32 %u64 读取一个数据并转换为uint64 %f4 读取一个数字并转换为double %f32 读取一个数字并转换为float %f64 读取一个数字并转换为double

%s 读取一个字符串

%q读取一个可以是双引号括着的字符串

%c 读取一个字符，包括空格

%[…]

读取和括号中字符串相匹配的字符。读取操作在首次遇到不匹配的字符和空格时停止。例如％［mus］把summer读成summ

%[^…]

读取和括号中字符串不匹配的字符。读取操作在首次遇到不匹配的字符和空格时停止。例如％［^mus］把summer读成er

2. 说明clc,clf和clear命令的区别；

clc: 清除所有输入和从命令窗口显示输出

clf: 删除从当前图的所有图形对象

clear: 从当前删除所有变量工作空间,释放系统内存。

3. 举例说明help命令的功能；

列出所有主要帮助主题在命令窗口。对应于每个主要帮助主题MATLAB搜索路径上一个文件夹的名字。

4. 如何观察和调用历史命令；

通过命令历史窗口执行历史指令：1）用鼠标左键双击一条指令，即可自动将其发送到命令窗口并立即执行；2）选中一条指令，单击鼠标右键并选择copy 菜单，再在命令窗口单击paste按钮即可。

5. 如何设置当前路径。

1) 选中Matlab快捷启动的图标，鼠标右键菜单选择“属性”;

2) “起始位置”项目后面对应的路径就是启动之后的默认路径，修改成自己期望的路径，然后应用或确定。

实验2 矩阵生成与元素标识

1. 矩阵的创建?????????

???=32943253036120031A ，????

???????=757065605550454035302520151051B （尽可能用最简单方法）；

A=[1 3 0 0;2 61 3 0;3 5 2 3;4 9 2 3]

B=[1 5 10 15;20 25 30 35;40 45 50 55;60 65 70 75] 2. 生成一个单位矩阵C ，其结构与B 相同； >> C=eye(size(B)) C =

1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1

3.找出矩阵A 中所有大于8的元素位置（行号和列号）；

>> [x,y]=find(A>8) x = 2 4 y = 2 2

4. 将矩阵B 中大于35且小于65的元素值分别加9；

>> B(find(B>35 & B<65))=B(find(B>35 & B<65))+9 B =

1 5 10 15 20 25 30 35 49 54 59 64 69 65 70 75

5. 提取矩阵B 的主对角组元素。

>> diag(B) ans =

1 25 50 75

实验3 MATLAB 矩阵运算(1)

1.矩阵的创建?????????

???=32943253036120031A ，?????

???????---=10699671110986259932

B ； A=[1 3 0 0;2 61 3 0;3 5 2 3;4 9 2 3 ]

B=[2 -3 99 5;2 6 8 9;10 11 7 6; -99 -6 0 1]

2. 矩阵A 和矩阵B 相乘运算；

>> A*B ans =

8 15 123 32 156 393 707 577 -261 25 351 75 -251 46 482 116

3. 求矩阵B 的行列式、逆、秩、特征值和特征矢量（说明具体变量名）；

行列式： >> b=det(B) b =

5.5092e+05 逆：

>> b1=inv(B) b1 =

0.0001 0.0081 -0.0104 -0.0110 -0.0026 -0.1022 0.1533 0.0134 0.0104 -0.0128 0.0104 0.0010 -0.0075 0.1888 -0.1091 -0.0074 秩：

>> b2=rank(B) b2 = 4 特征矢量：

>> b3=eig(B) b3 =

29.2415 +29.4980i 29.2415 -29.4980i -32.7248 -9.7583

4. 将矩阵A 和矩阵B 纵向拼接，并将元素-99所在列乘以9；

>> C=vertcat(A,B) C =

1 3 0 0

2 61

3 0 3 5 2 3

4 9 2 3 2 -3 99

5 2

6 8 9 10 11

7 6 -99 -6 0 11 >> [x,y]=find(C= =-99) x =

8 y = 1

>> C(:,y)=C(:,y)*9 C =

9 3 0 0 18 61 3 0 27 5 2 3 36 9 2 3 18 -3 99 5 18 6 8 9 90 11 7 6 -891 -6 0 1

实验4 MATLAB 矩阵运算(2)

1. 将矩阵A 和矩阵B 横向拼接，并提取合并后矩阵的主对角元素。

>> D=cat(2,A,B) D =

1 3 0 0

2 -

3 99 5 2 61 3 0 2 6 8 9 3 5 2 3 10 11 7 6

4 9 2 3 -99 -6 0 1 >> diag(D) ans = 1 61 2 3

2. 求下列矩阵的列均值、列和、列方差、所有元素的平均值，

????

??????=1050100099456321A ，??

???

???????---=10699671110986259932

B 。 >> A=[1 2 3;6 5 4;99 1000 1050]

>> B=[2 -3 99 5;2 6 8 9;10 11 7 6;-99 -6 0 1] 列和:

>> sum(A) ans =

106 1007 1057 >> sum(B) ans =

-85 8 114 21 均值：

>> mean(A) ans =

335.6667 352.3333 >> mean(B) ans =

-21.2500 2.0000 28.5000 5.2500

列方差:

>> var(A) ans =

1.0e+005 *

0.0305 3.3101 3.6505 >> var(B) ans =

1.0e+003 *

2.7009 0.0620 2.2217 0.0109 所有元素的平均值: >> mean(mean(A)) ans =

241.1111

>> mean(mean(B)) ans =

3.6250

3.已知5座城市的坐标分别为：（-201.1，-99.7）、（0,111.5）、（13..8，-69.7）、（91.8,29.7）、（26.9,-199.1）。用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市；然后根据城市间的两两距离，寻找距离最短的两座城市，并用红色点划线连接。

d=[-201.1 -99.7; 0 111.5; 13.8 -69.7; 91.8 29.7;26.9 -199.1]; plot(d(1,1),d(1,2),'*'); hold on;

plot(d(2,1),d(2,2),'+'); plot(d(3,1),d(3,2),'o');

plot(d(4,1),d(4,2),'s');

plot(d(5,1),d(5,2),'d');

flag=[];dist=1000000;

for i=1:4

for j=i+1:5

x=[d(i,1) d(j,1)];

y=[d(i,2) d(j,2)];

plot(x,y,'--')

d1=sqrt((x(1)-x(2))^2+(y(1)-y(2))^2);

if d1

dist=d1;

flag=[i j];

end

plot(d(flag,1),d(flag,2),'-.r');

实验5 MATLAB 矩阵运算(3)

1．求下列矩阵的列均值、列和、列方差、所有元素的平均值，

????

??????=1050100099456321A ，??

???

???????---=10699671110986259932

B 。

5、已知5座城市的坐标分别为：（-201.1，-99.7）、（0,111.5）、（13..8，-69.7）、（91.8,29.7）、（26.9,-199.1）。用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市；然后根据城市间的两两距离，寻找距离最短的两座城市，并用红色点划线连接。

实验6 MATLAB 绘图(1)

1．试绘制)sin(,,23x y x y x y ===，式中]2,2[ππ-∈x ；

y=x^3: clear;clc;

x=-2*pi:pi/180:2*pi; plot(x.^3,'r'); grid on;

y=x^2: clear;clc;

x=-2*pi:pi/180:2*pi; plot(x.^2,'g'); grid on;

y=sin(x): clear;clc;

x=-2*pi:pi/180:2*pi; plot(sin(x),'b'); grid on;

2．试绘制2

)1(1),(y

x y x f z +-=

=；

clear;clc; x=-5:0.1:5; y=x;

z=1./(((1-x).^2+y.^2).^0.5); plot(z);

3．生成一个周期为2π，占空比为0.3的方波；

clear;clc;

t=0:pi/180:10*pi; y=square(t,30); plot(t,y); grid

ylim([-1.5 1.5])

4．绘制y 的杆状图)cos(4.0x e y x -=。

clear;clc;

x=0:pi/10:10*pi;

y=exp(-0.4.*x).*cos(x) plot(y); stem(x,y)

5、已知5座城市的坐标分别为：（-201.1，-99.7）、（0,111.5）、（13..8，-69.7）、（91.8,29.7）、（26.9,-199.1）,用不同标记标出各城市，并用兰色虚线连接两两城市。

实验7MATLAB绘图(2)

编写程序产生如下信号，并按要求绘制相应的曲线。利用save as命令把图形分别保存成.fig格式和.jpg格式的图像文件。

（1）信号形式y=sin(2x+pi/4)，利用plot命令绘制该信号在0<=x<+2pi区间内，且采样间隔为pi/1000的曲线。填加网格线，标题为“正弦信号曲线”，横坐标显示“x”，纵坐标显示“y”。

clc;clear;

x=0:pi/1000:2*pi;

y=sin(2.*x+pi/4);

plot(y);

grid;

title('正弦信号曲线');

xlabel('x');

ylabel('y');

saveas (gcf,'a.jpg');

saveas (gcf,'a.fig');

（2）将上述信号左平移或右平移2得到两个新信号y2和y3，利用hold命令在同一图中显示三条曲线并通过线型和颜色加以区分。

clc;clear;

x=0:pi/1000:2*pi;

y=sin(2.*x+pi/4);

y2=sin(2.*x+pi/4+2);

y3=sin(2.*x+pi/4-2);

plot(y);

hold on;

plot(y2,'g');

plot(y3,'r');

grid;

title('正弦信号曲线');

xlabel('x');

ylabel('y');

saveas (gcf,'a.jpg');

saveas (gcf,'a.fig');

（3）利用subplot命令将上述三个信号利用子图来显示；利用figure命令将上述三个信号分别在不同的窗体中同时显示。

Subplot:

clc;clear;

x=0:pi/1000:2*pi;

y=sin(2.*x+pi/4);

y2=sin(2.*x+pi/4+2); y3=sin(2.*x+pi/4-2); subplot(3,1,1);

plot(y);

hold on;

subplot(3,1,2);

plot(y2,'g');

subplot(3,1,3);

plot(y3,'r');

grid;

title('');

xlabel('x');

ylabel('y');

saveas (gcf,'a.jpg'); saveas (gcf,'a.fig'); figure:

clc;clear;

x=0:pi/1000:2*pi;

y=sin(2.*x+pi/4);

y2=sin(2.*x+pi/4+2); y3=sin(2.*x+pi/4-2); figure;

plot(y);

grid;

hold on;

figure;

plot(y2,'g');

grid;

figure;

plot(y3,'r');

grid;

title('');

xlabel('x');

ylabel('y');

saveas (gcf,'a.jpg'); saveas (gcf,'a.fig');

（4）z = 0:0.1:40；x = cos(z)；y = sin(z)，利用plot3命令绘制三维曲线并填加相应的坐标轴标注。

clc;clear;

z= 0:0.1:40;

x = cos(z);

y = sin(z);

plot3(x,y,z);

xlabel('x');

ylabel('y');

zlabel('z');

saveas (gcf,'a.jpg');

saveas (gcf,'a.fig');

实验8 MATLAB 序设计(1)

1．分别用for 和while 循环语句编写程序，求出∑==10

15n n s ；

for:

clc;clear; s=0;

for n=1:10 s=s+5^n; end s s =

12207030 clc;clear; s=0; n=1;

while n<=10 s=s+5^n; n=n+1; end s s =

12207030

2．试不用循环语句，改用MATLAB 的矩阵函数求解1题。

c lc;clear;

n=1:10; s=5.^n; sum(s)

ans =

12207030

3. 编写一个函数文件testfun ：对于任意整数，若大于0，则返回该数的余弦值，否则返回其绝对值。并将实整数-66代入求此函数的运行结果。

function testfun(x) if(x>0)

y= cos(x); else

y= abs(x); end y

>> testfun(-66) y = 66

a=x;

x=y;

y=a;

>> x=2;

>> y=1;

>> change(x,y)

x =

y =

5．利用rand产生10个随机数，利用for循环对其进行排序（从大到小）。

A=rand(1,10);

temp=1;

while(temp==1)

temp=0;

for n=1:9;

if(A(1,n)

t=A(1,n);

A(1,n)=A(1,n+1);

A(1,n+1)=t;

temp=1;

end

A =

Columns 1 through 4

0.7847 0.7702 0.7218 0.4714

Columns 5 through 8

0.4624 0.4609 0.4243 0.3225

Columns 9 through 10

0.1759 0.0358

实验9MATLAB序设计(2)

1. 编写一个M函数文件计算下列级数的和：

x和n的值由input指令给出。

function f=test

x=input('Input the x:\n');

n=input('Input the n:\n');

j=1;

f2=0;

for i=1:n;

j=1;

for k=1:i;

j=j*k;

f1=x^i/j;

end

f2=f2+f1;

end

f=f2+1;

>> test

Input the x:

Input the n:

ans =

9.3741e+04

2．编制m文件，等待键盘输入，输入密码123，密码正确，显示输入密码正确，程序结束；否则提示，重新输入。

function test

n=0;

k=0;

n=input('请输入密码(整数)\n');

while(k==0)

if n==123

disp('密码正确')

k=1;

else

k=0;

n=input('密码错误，请重新输入密码(整数) \n');

end

end >> test

请输入密码(整数)

124

密码错误，请重新输入密码(整数) 124

密码错误，请重新输入密码(整数) 123

输入正确

3．编制m文件，输入n（正整数），显示所有小于n的质数。

function leap=panduan(n)

leap=1;

for i=2:sqrt(n+1)

if mod(n,i)==0

leap=0;

break;

end

end function zhishu(n)

for m=2:n

if panduan(m)==1

disp(m);

end

>> zhishu(15)

4．数组[1：99]中素数（即质数）元素的和

function leap=panduan(n) leap=1;

for i=2:sqrt(n+1)

if mod(n,i)==0

leap=0;

break;

end

end function sum1

k=0;

for m=1:99

if panduan(m)==1

k=k+m;

end

>> sum1

k =

1061

5．从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值以及平方和。

function cal

s=0;

n=0;

s2=0;

temp=input(''); while(temp~=0)

s=s+temp;

s2=s2+temp.^2;

n=n+1;

temp=input(''); end

s./n

s2 cal

ans =

5 s2 =

285

实验10MATLAB数据文件I/O (1)

1. 教材《MATLAB基础与实例进阶》P.111页，思考与练习2 操作题（1）-（2）

(1)将工作目录下的后缀为‘.dat’的文件更改为‘.bin'作为后缀。

filename1='mydata.dat';

fid1=fopen(filename1,'r');

a=fread(fid1)

filename2='mydata.bin';

fid2=fopen(filename2,'r');

fwrite(fid2,a);

b=fread(fid2)

（2）使用MATLAB导入一个WAVE格式的音频文件，并比较与waveread函数读取音频文件的差异。

用waveread函数读取音频文件时：[y,fs,nbits] = wavread(file)，file指定音频文件名，y是音频数据。另外该语句还能够返回该音频文件的采样率fs,和采样位数nbits，而使用MATLAB导入WAVE格式的音频文件，是不能控制音频文件的采样率，不能够精确调整。

实验11MATLAB数据文件I/O (2)

1.教材《MA TLAB基础与实例进阶》P.111页，思考与练习2 操作题（3）-（4）

（3）读取例4-8中最后两列数据。

fid=fopen('my.bin','w');

alldata=reshape([1:20],4,5);

fwrite(fid,alldata);

fid=fopen('my.bin');

fseek(fid,12,'bof');

last_two=fread(fid,[4,2])

fclose(fid);

（4）使用textread函数读出例4-12中的所有浮点数，要求小数点后只有一位数。

clc;clear all;close all;

[names,rest]=textread('mytextfile.txt','%s%[^\n]','delimiter',',');

a1=str2num(rest{1});

a2=str2num(rest{2});

a3=str2num(rest{3});

a4=str2num(rest{4});

b=[a1(3),a2(3),a3(3),a4(3)];

fprintf('%4.1f\n',b);

实验12高级图形用户界面设计(1)

1.教材《MA TLAB基础与实例进阶》P.169页，思考与练习2 操作题（1）-（2）（1）建立一个图形窗口，使之背景颜色为红色，并在窗口上保留原有的菜单项，而且在按下鼠标器的左键之后显示Left Button Pressed字样。

h0=figure('Color',[1,0,0],'Name','图形窗口','Numbertitle','off','WindowButtonDownFcn','text(0.35,0.5,''Left Button Pressed'')','toolbar','none');

（2）利用图形对象绘制下列曲线，要求先用默认属性创建线条对象，再通过句柄操作改变曲线颜色、线型和线宽，并利用文本对象给曲线添加标注。

clc;clear all;close all;

x1=0:.001:1;

y1=(1+x1.^2)/(1+x1.^4);

subplot(311)

hline1=plot(x1,y1)

x2=0:pi/100:2*pi;

y2=3*x2+sin(x2)-exp(x2);

subplot(312)

hline2=plot(x2,y2)

x3=-1000:1:1000;

y3=log(x3+sqrt(1+x3.^2))/2;

subplot(313)

hline3=plot(x3,y3)

set(hline1,'color','r','linestyle','-','linewidth',0.5);

set(hline2,'color','g','linestyle','+','linewidth',0.5);

set(hline3,'color','b','linestyle','.','linewidth',0.5);

gtext('y=(1+x^2)/(1+x^4);');

gtext('y=3*x+sin(x)-exp(x)');

gtext('y=log(x+sqrt(1+x^2))/2');

实验13高级图形用户界面设计(2)

1. 教材《MATLAB基础与实例进阶》P.169页，思考与练习2 操作题（3）-（4）（3）在一个图形窗口中创建两坐标轴用以显示不同图形，并创建快捷菜单以改变曲线颜色clc;clear all;close all;

h0=figure('toolbar','none','menubar','none','position',[380 200 500 350],...

'name','控件的综合应用'); %创建图形窗口

h_axes1=axes('Position',[0.07 0.08 0.4 0.45],'box','on'); %创建坐标轴

h_axes2=axes('Position',[0.55 0.43 0.42 0.45],'box','on'); %创建坐标轴

%在第一个坐标轴上画图

t=0:0.01:6*pi;

yy=cos(t);

b=1/2/pi;

h_line=plot(h_axes1,t,yy,'LineWidth',2);

axis([-0.5 20 -1.2 1.2]);

%在第二个坐标轴上画图

t=0:0.01:6*pi;

yy=sin(t);

b=1/2/pi;

h_line2=plot(h_axes2,t,yy,'LineWidth',2);

axis([-0.5 20 -1.2 1.2]);

h_menu1=uimenu('label','颜色1'); %创建菜单

h_submenu11=uimenu(h_menu1,'label','红色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line,''color'',''r'');');

h_submenu12=uimenu(h_menu1,'label','绿色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line,''color'',''g'');');

h_submenu13=uimenu(h_menu1,'label','黑色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line,''color'',''k'');');

h_submenu14=uimenu(h_menu1,'label','紫红色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line,''color'',''m'');');

h_submenu15=uimenu(h_menu1,'label','黄色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line,''color'',''y'');');

h_menu2=uimenu('label','颜色2'); %创建菜单

h_submenu21=uimenu(h_menu2,'label','红色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line2,''color'',''r'');');

h_submenu22=uimenu(h_menu2,'label','绿色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line2,''color'',''g'');');

h_submenu23=uimenu(h_menu2,'label','黑色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line2,''color'',''k'');');

h_submenu24=uimenu(h_menu2,'label','紫红色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line2,''color'',''m'');');

h_submenu25=uimenu(h_menu2,'label','黄色','callback',...

'axes(h_axes2);set(h_line2,''color'',''y'');');

h_menu3=uimenu('label','关闭图形窗口','callback','close(h0);'); %创建菜单

(4) 设计一个计算器，实现简单的加、减、乘、除运算

function varargout = work(varargin)

% WORK M-file for work.fig

% WORK, by itself, creates a new WORK or raises the existing

% singleton*.

% H = WORK returns the handle to a new WORK or the handle to

% the existing singleton*.

% WORK('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local

% function named CALLBACK in WORK.M with the given input arguments.

% WORK('Property','Value',...) creates a new WORK or raises the

% existing singleton*. Starting from the left, property value pairs are

% applied to the GUI before work_OpeningFunction gets called. An

% unrecognized property name or invalid value makes property application % stop. All inputs are passed to work_OpeningFcn via varargin.

% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one % instance to run (singleton)".

% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

% Edit the above text to modify the response to help work

% Last Modified by GUIDE v2.5 17-Dec-2013 11:40:56

% Begin initialization code - DO NOT EDIT

gui_Singleton = 1;

gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ...

'gui_Singleton', gui_Singleton, ...

'gui_OpeningFcn', @work_OpeningFcn, ...

'gui_OutputFcn', @work_OutputFcn, ...

'gui_LayoutFcn', [] , ...

'gui_Callback', []);

if nargin && ischar(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout

[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

else

gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end

% End initialization code - DO NOT EDIT

% --- Executes just before work is made visible.

function work_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

% This function has no output args, see OutputFcn.

% hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% varargin command line arguments to work (see VARARGIN)

% Choose default command line output for work

handles.output = hObject;

% Update handles structure

guidata(hObject, handles);

% UIWAIT makes work wait for user response (see UIRESUME)

% uiwait(handles.figure1);

% --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = work_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)

% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Get default command line output from handles structure

varargout{1} = handles.output;

% --- Executes on button press in pushbutton1.

function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)

% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)