MATLAB高级应用
MATLAB在艺术与设计研究中的应用与优化
MATLAB在艺术与设计研究中的应用与优化导言艺术与设计领域一直以来都是人类创造力的源泉，而随着科技的迅速发展，计算机科学与艺术设计之间的结合也愈发密切。
在众多的计算工具中，MATLAB （Matrix Laboratory）作为一种高级语言和交互式环境，在艺术与设计研究中扮演着重要的角色。
本文将探讨MATLAB在艺术与设计研究中的应用，并提出一些优化方案。
一、MATLAB在艺术设计中的应用1. 数据可视化数据的可视化在艺术与设计领域中扮演着重要的角色。
而MATLAB强大的数据处理和图形绘制功能使其成为理想的工具。
通过MATLAB的绘图函数，艺术家和设计师能够将抽象的数据转化为具象的艺术作品。
比如，利用MATLAB绘制的折线图和柱状图，可以直观地展示数据的变化趋势和相关统计信息。
2. 图像处理图像处理是艺术与设计领域中不可或缺的一部分。
MATLAB提供了一系列强大的图像处理函数，例如灰度转换、滤波器应用、边缘检测等。
艺术家和设计师可以利用这些函数对图像进行处理，以实现他们的创意构思。
例如，通过应用MATLAB的模糊滤波器函数，可以创建出具有柔和、模糊效果的艺术作品。
3. 建模与仿真在艺术设计中，建模与仿真是实现设计创意的关键步骤。
MATLAB提供了丰富的工具箱，如Simulink、Simscape等，可以帮助艺术家和设计师创建模型并进行仿真。
通过MATLAB的建模与仿真功能，设计师可以快速验证和优化自己的创意，从而提高作品的质量。
4. 算法艺术算法艺术是一种将计算机科学算法与艺术创作相结合的新兴艺术形式。
MATLAB作为一个数据分析和处理的利器，为算法艺术的发展提供了无限的可能性。
艺术家和设计师可以使用MATLAB中的算法函数来生成独特的艺术作品，比如利用分形算法生成具有自相似结构的艺术图案。
二、MATLAB在艺术设计中的优化1. 优化算法在艺术与设计中，优化是不可或缺的一个环节。
MATLAB提供了多种优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，可以帮助设计师在众多设计方案中找到最佳的解决方案。
MATLAB程序设计及应用实例
MATLAB程序设计及应用实例MATLAB（Matrix Laboratory）是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的高级技术计算语言和环境。
它的强大功能和灵活性使其成为各个领域研究和工程实践中广泛使用的工具。
下面将介绍几个MATLAB程序设计及应用的实例。
1.信号处理：MATLAB是信号处理的强大工具，它可以用于滤波、频谱分析、小波变换、分析和合成音频信号等。
例如，可以利用MATLAB进行语音信号的去噪处理，通过设计特定的滤波器来去除信号中的噪声成分，从而提取出清晰的语音信号。
2.图像处理：MATLAB可以进行图像的加载、处理和分析。
它提供了丰富的图像处理函数和工具箱，可以实现图像的滤波、二值化、边缘检测、图像增强等操作。
例如，可以使用MATLAB对医学图像进行分割，将感兴趣的区域提取出来，辅助医生进行病灶诊断。
3.控制系统设计：MATLAB是控制系统设计的有效工具。
它提供了丰富的控制系统分析和设计函数，可以进行系统建模、模拟和优化。
例如，可以使用MATLAB进行PID控制器的参数调整，通过对系统建模和后续仿真，优化PID控制器的参数，提高控制系统的性能和稳定性。
4.机器学习：MATLAB提供了强大的机器学习和深度学习工具箱，可以进行数据预处理、特征提取、模型训练和评估等操作。
例如，可以利用MATLAB进行图像分类，通过构建深度卷积神经网络模型，将输入的图像进行分类和识别。
5.数值计算：MATLAB对线性代数、数值优化和统计分析等有着强大的支持。
它提供的优化和求解函数可以解决复杂的线性和非线性优化问题，例如最小二乘拟合和参数估计等。
此外，MATLAB还拥有强大的统计分析工具，可以进行假设检验、数据拟合、方差分析等统计分析操作。
6.仿真模拟：MATLAB可以进行动态系统的建模和仿真，通过搭建系统方程和初始条件，可以对系统的动态响应进行模拟。
例如，在电力系统中，可以使用MATLAB进行电力系统稳定性分析，对电力系统的动态响应进行跟踪和分析。
matlab在工业方面的应用
matlab在工业方面的应用Matlab在工业领域的应用Matlab作为一种高级的数学计算软件，其广泛应用于科学研究和工程领域。
特别是在工业领域，由于其方便、高效和灵活的特点，Matlab被广泛地应用于各种复杂系统的设计和测试中。
接下来，我们将详细探讨Matlab在工业领域的应用。
1.工程设计与分析Matlab可以用来进行多种类型的工程设计和分析，例如机械、电子以及通信系统设计。
Matlab提供了一系列强大的工具，包括信号处理、控制系统设计、图像处理等等。
这些工具对于工程师们来说非常有用，因为它们可以提高工程系统的效率、减少生产成本。
2.模拟与建模使用Matlab可以进行各种系统的模拟和建模。
例如，可以使用Matlab 来模拟许多自然和物理现象，如气象模拟、地球物理模拟等等。
利用Matlab还可以模拟汽车、飞机等复杂系统的行为，这有助于工程师进行系统优化和改进。
3.可视化和图像处理Matlab还在可视化和图像处理方面具有重要作用。
使用Matlab可以进行各种图形展示，例如二维和三维绘图、数据可视化、动画制作等等。
此外，Matlab可以用来进行图像处理，例如图像增强、图像分割、物体识别等等。
这些技术在许多工业过程中都有应用，例如品质控制或自动检测。
4.控制系统设计使用Matlab可以设计和优化各种类型的控制系统。
这些控制系统包括反馈控制、PID控制、自适应控制等等。
Matlab提供了强大的工具和函数，使得工程师可以更好地测试和改进系统。
此外，Matlab还提供了模拟和仿真的功能，这意味着工程师可以预测控制系统在不同条件下的行为，从而更好地优化控制系统的性能。
总之，Matlab是一种极其强大、灵活和易于使用的数学计算软件。
在工业领域，Matlab几乎可以应用于任何类型的系统设计和分析。
Matlab提供了各种工具和函数，使得工程师可以更好地优化系统性能并降低生产成本。
因此，Matlab在工业领域的应用前景非常广阔。
matlab原理及应用
matlab原理及应用Matlab是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言和环境，广泛应用于科学计算、数据分析、图像处理、信号处理、控制系统设计等领域。
本文将介绍Matlab的原理及应用。
一、Matlab的原理Matlab的原理是基于矩阵运算的。
它的核心是矩阵运算引擎，通过矩阵和向量的运算实现各种科学计算和数据处理任务。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱，可以进行符号计算、数值计算、线性代数运算、最优化、概率统计、图像处理等各种计算任务。
Matlab的语法简洁而灵活，可以方便地进行矩阵和向量的创建、操作和计算。
它支持面向对象的编程，并提供了丰富的图形界面和交互式开发环境，使得用户可以方便地进行数据可视化和交互式的计算。
二、Matlab的应用1. 科学计算：Matlab被广泛应用于科学计算领域，可以进行符号计算和数值计算，解决各种数学问题。
它可以进行微积分、代数、微分方程求解、符号计算、数值积分等各种科学计算任务。
2. 数据分析：Matlab提供了丰富的数据分析工具箱，可以进行数据预处理、数据可视化、统计分析、回归分析、聚类分析等各种数据分析任务。
它可以帮助用户快速处理和分析大量的数据，提取数据中的规律和模式。
3. 图像处理：Matlab提供了强大的图像处理工具箱，可以进行图像的读取、处理、分析和显示。
它可以实现图像的滤波、增强、变换、分割、特征提取等各种图像处理任务。
Matlab在医学图像处理、计算机视觉、遥感图像处理等领域有着广泛的应用。
4. 信号处理：Matlab提供了强大的信号处理工具箱，可以进行信号的采集、处理、分析和显示。
它可以实现信号的滤波、频谱分析、时频分析、信号重构等各种信号处理任务。
Matlab在通信领域、音频处理、振动分析等领域有着广泛的应用。
5. 控制系统设计：Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真、优化和设计。
它可以实现控制系统的稳定性分析、性能评估、参数调节等各种控制系统设计任务。
matlab sigma用法
matlab sigma用法Matlab中的sigma函数用法Matlab是一种广泛应用于科学、工程及数学领域的计算机软件，提供了强大的数值计算和数据分析功能。
其中，sigma函数是Matlab中一个常用的函数，用于实现求和运算。
在本文中，我们将介绍Matlab中sigma函数的用法和一些实际应用案例。
1. sigma函数的基本用法在Matlab中，sigma函数用于实现对数列或向量中元素的求和运算。
其基本语法格式如下：```Matlabsum = sigma(expression, start_index, end_index)```其中，expression是一个表达式，用于计算每个元素的值；start_index表示求和的起始位置；end_index表示求和的结束位置。
sigma函数会将expression在start_index到end_index范围内的所有元素进行求和，并将结果存储在sum变量中。
下面是一个简单的示例，演示了如何使用sigma函数实现对向量元素的求和：```Matlabv = [1, 2, 3, 4, 5];result = sigma(v(i), 1, length(v));disp(result);```在这个示例中，我们定义了一个向量v，并使用sigma函数对其元素进行求和。
其中，expression为v(i)，表示对向量v中的每个元素进行求和；start_index为1，表示求和从第一个元素开始；end_index为length(v)，表示求和到向量v的最后一个元素。
最终，求和结果将输出到屏幕上。
2. sigma函数的高级用法除了基本的求和运算外，sigma函数在Matlab中还具有一些高级功能。
下面是一些常见的高级应用案例：2.1. 求和运算的条件约束有时候，我们希望对数列或向量中满足特定条件的元素进行求和。
在这种情况下，可以使用条件判断语句结合sigma函数来实现。
Matlab技术在嵌入式系统开发中的应用指南
Matlab技术在嵌入式系统开发中的应用指南一、引言随着科技的不断发展，嵌入式系统（Embedded System）在各个领域的应用越来越广泛。
而在嵌入式系统的开发过程中，Matlab技术的应用不可忽视。
Matlab作为一款强大的数学分析和计算软件，其在嵌入式系统开发中具有广泛应用的潜力。
本文将探讨Matlab技术在嵌入式系统开发中的应用指南，旨在帮助开发者更好地利用Matlab技术提高开发效率和系统性能。
二、Matlab在嵌入式系统开发中的基础应用1. 数据分析与处理在嵌入式系统开发过程中，数据的分析与处理是一项重要的任务。
Matlab提供了丰富的数学分析函数和工具箱，可以方便地对采集到的嵌入式系统产生的数据进行处理。
例如，可以利用Matlab提供的信号处理工具箱对嵌入式系统采集到的传感器数据进行滤波处理，以消除噪声的干扰。
此外，利用Matlab的统计分析工具箱，还可以进行数据的统计分析和建模，从而为嵌入式系统的优化提供依据。
2. 控制算法设计与仿真在嵌入式系统开发的过程中，设计合适的控制算法是至关重要的。
Matlab提供了丰富的工具和函数，可以用于控制系统的建模、设计和仿真。
例如，可以利用Matlab的控制系统工具箱进行PID控制器的设计与调试，以实现嵌入式控制系统的精确控制。
此外，Matlab还提供了Simulink工具，可以方便地进行嵌入式系统的图形化建模和仿真，从而加快系统的开发与测试速度。
三、Matlab在嵌入式系统开发中的高级应用1. 代码自动生成与优化在嵌入式系统开发中，需要将Matlab代码转换为可在目标嵌入式平台上运行的代码。
Matlab提供了Embedded Coder工具箱，可以实现自动化的代码生成。
利用Embedded Coder，开发者可以将Matlab的模型和算法直接生成C或C++代码，从而大大简化了系统的开发流程。
此外，Embedded Coder还提供了优化选项，可以对生成的代码进行优化，提高系统的运行效率和响应速度。
matlab原理 与工程应用
matlab原理与工程应用Matlab原理Matlab是一种用于数值计算和数据可视化的高级编程语言和环境。
它的原理是基于矩阵和数组的运算能力，以及通过函数和工具箱来实现各种数值计算和数据分析任务。
Matlab支持矩阵运算和向量计算，这使得它特别适合处理大型数据集合和多维数据。
Matlab还提供了丰富的函数库，覆盖了从基本数学函数到高级统计分析和信号处理的各个领域。
工程应用Matlab在工程应用中有广泛的应用领域。
以下是一些常见的工程应用示例：1. 信号处理：Matlab可用于数字信号处理、滤波器设计和音频处理等领域。
它提供了一些内置函数和工具箱，方便用户进行频谱分析、滤波、降噪等操作。
2. 控制系统设计：Matlab提供了强大的工具箱，用于控制系统建模、仿真和设计。
工程师可以使用Matlab来设计反馈控制器、估计器和观测器，以及进行系统性能分析和优化。
3. 电力系统分析：Matlab可以用于电力系统稳定性分析、短路计算和电力系统优化等方面。
它提供了相应的工具箱和函数，用于模拟和分析电力系统的各个组件和运行状态。
4. 图像处理：Matlab具有强大的图像处理功能，可以用于图像增强、分割、特征提取和模式识别等任务。
工程师可以使用Matlab进行图像滤波、边缘检测、目标检测等操作。
5. 通信系统设计：Matlab提供了通信系统设计工具箱，可用于数字调制解调、信道编码和解码、信道建模和系统性能评估等方面。
工程师可以使用Matlab来设计和仿真各种通信系统。
总结Matlab是一种基于矩阵和数组运算的高级编程语言和环境，适用于数值计算和数据可视化。
在工程应用中，Matlab被广泛应用于信号处理、控制系统设计、电力系统分析、图像处理和通信系统设计等领域。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱，方便工程师进行各种数值计算和数据分析任务。
Matlab控制系统工具箱的高级应用教程
Matlab控制系统工具箱的高级应用教程Matlab是一种强大的数学软件，广泛应用于科学研究和工程领域。
控制系统工具箱(Control System Toolbox)是Matlab中一个重要的工具包，提供了许多用于设计、分析和模拟控制系统的函数和工具。
在这篇文章中，我将介绍一些Matlab控制系统工具箱的高级应用，以帮助读者更好地利用这个工具包。
首先，让我们从控制系统的建模开始。
控制系统的建模是设计和分析控制系统的第一步。
在Matlab中，你可以使用Transfer Function模型(传递函数模型)或State Space模型(状态空间模型)来描述控制系统。
对于简单的系统，你可以使用Transfer Function模型，它是用输入和输出之间的传递函数来表示系统的模型。
对于更复杂的系统，你可以使用State Space模型，它是用系统的状态变量和它们之间的关系来表示系统的模型。
使用这两种模型，你可以方便地进行控制系统的分析和设计。
一旦你得到了控制系统的模型，你可以使用Matlab控制系统工具箱中提供的函数来进行控制系统的分析。
例如，你可以使用"step"函数来绘制控制系统的阶跃响应，从而判断系统的稳定性和性能。
你也可以使用"bode"函数来绘制系统的频率响应曲线，从而分析系统的幅频特性和相频特性。
此外，你还可以使用"Sensitivity"函数来分析系统对参数的敏感性，以评估系统的鲁棒性。
除了控制系统的分析，Matlab控制系统工具箱还提供了许多函数和工具来进行控制系统的设计。
例如，你可以使用"LQG"函数来设计线性二次高斯(LQG)控制器，它是一种常用的最优控制器设计方法。
你也可以使用"H∞"函数来设计H∞控制器，它是一种用于鲁棒控制的设计方法。
此外，你还可以使用"PID Tuner"工具箱来进行PID控制器的调参，以满足控制系统的性能要求。
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MATLAB_高级应用
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读格式化文件数据
fscanf命令 :读格式化文件数据. 命令 读格式化文件数据. [a,count]=fscanf(fid,format,size) a返回读取的数据; 返回读取的数据; 返回读取的数据 count为成功读取的数据元素个数; 为成功读取的数据元素个数; 为成功读取的数据元素个数 fid为文件指针,所指为需要读取的格式 为文件指针, 为文件指针 化文件; 化文件; format指定读取数据格式,以"%"开头 指定读取数据格式, 指定读取数据格式 开头 (与C语言类似 ; 语言类似); 与 语言类似 size为需要读取的数据个数 为需要读取的数据个数
2010-6-20 MATLAB_高级应用 9
文件打开模式
'r':只读文件 : 'r+':读写文件 : 'w':删除已存在文件内容或建立新文件 , 并 : 删除已存在文件内容或建立新文件, 只写文件 'w+': 删除已存在文件内容或建立新文件 , : 删除已存在文件内容或建立新文件, 并读写文件 'a': 以只写方式建立并打开一个新文件或打 : 开一个已存在的文件, 开一个已存在的文件 , 只能在文件末尾添 加内容 'a+':以读写方式建立并打开一个新文件或 : 打开一个已存在的文件, 打开一个已存在的文件 , 在文件末尾添加 内容. 内容.
MATLAB_高级应用
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小结
MEX 文件 文件的输入输出 Notebook
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MATLAB_高级应用
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�
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MATLAB_高级应用
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函数文件创建C 由M函数文件创建 MEX文件 函数文件创建 文件
使用" 使用"mcc –x"命令 命令 以上命令中的-x选项表示由 文件 以上命令中的 选项表示由M文件 选项表示由 转换为C源文件后 自动调用mex命 源文件后, 转换为 源文件后,自动调用 命 令把C源文件转换为 源文件转换为MEX文件. 文件. 令把 源文件转换为 文件
MATLAB高级应用 高级应用
MATLAB应用接口 应用接口 文件的输入输出 Notebook
2010-6-20
MATLAB_高级应用
1
MEX 文件
MEX即MATLAB可执行程序. MEX文件是 即 可执行程序. 可执行程序 文件是 程序编译生成的, 命令. 由C或FORTRAN程序编译生成的 用mex命令. 或 程序编译生成的 命令 也可以由M文件经由 源代码生成, 文件经由C源代码生成 命令. 也可以由 文件经由 源代码生成,用mcc-x命令. 命令 MEX文件在 文件在Windows系统是扩展名为 系统是扩展名为DLL 文件在 系统是扩展名为 的动态链接库,类似于MATLAB的内部函数,在 的内部函数, 的动态链接库,类似于 的内部函数 M文件中可以直接调用. 文件中可以直接调用. 文件中可以直接调用
2010-6-20 MATLAB_高级应用 10
关闭文件
status=fclose(fid) %关闭文件指针所指的文件 关闭文件指针所指的文件 status=fclose('all') %关闭所有打开的文件 关闭所有打开的文件 说明: status为关闭文件指针所指文件 说明 : 为关闭文件指针所指文件 的状态,如果成功则返回0, 的状态,如果成功则返回 ,如果失败则返 为所打开的文件指针. 回-1;fid为所打开的文件指针. ; 为所打开的文件指针
2010-6-20 MATLAB_高级应用 12
写格式化文件
fprintf命令:写入格式化数据 命令: 命令 count=fprintf(fid,format,a) count为成功写入数据的个数; 为成功写入数据的个数; 为成功写入数据的个数 fid为文件指针,所指为二进制文件; 为文件指针, 为文件指针 所指为二进制文件; a为矩阵数据,将a写到 指向的文件; 为矩阵数据, 写到fid指向的文件 为矩阵数据 写到 指向的文件; format为写入的格式; 为写入的格式; 为写入的格式
MATLAB_高级应用
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文件的操作
打开文件 fopen 读写操作 关闭文件 fclose
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MATLAB_高级应用
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打开文件
fid = fopen(filename,permission) 以指定格 式打开文件 [fid,message] = fopen(filename,permission) 返回打开文件的信息 fid为返回的文件指针 为返回的文件指针(File Identifier) ; 为返回的文件指针 message用来显示打开文件的信息; 用来显示打开文件的信息; 用来显示打开文件的信息 filename为文件名,是字符串; 为文件名, 为文件名 是字符串; permission为指定文件的打开模式. 为指定文件的打开模式. 为指定文件的打开模式
2010-6-20 MATLAB_高级应用 15
写二进制数据
fwrite命令为写二进制数据. 命令为写二进制数据. 命令为写二进制数据 count=fwrite(fid,a,precision,skip) count为成功写入数据的个数; 为成功写入数据的个数; 为成功写入数据的个数 fid为文件指针; 为文件指针; 为文件指针 a为矩阵数据; 为矩阵数据; 为矩阵数据 precision和skip参数含义与 参数含义与fread命令相 和 参数含义与 命令相 同.
'bof' 或-1:文件的开头 : 'cof' 或0:文件的当前位置 : 'eof' 或1:文件的末尾. :文件的末尾.
2010-6-20
MATLAB_高级应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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文件定位
2. ftell命令:用来获取文件位置指针的当前位 命令: 命令 置.pos=ftell(fid) 说明: 指字节数, 说明 : pos指字节数 , 当前位置指针指 指字节数 在此字节数之后. 在此字节数之后. 3. frewind命令:用来将文件位置指针移到文 命令: 命令 件的开头. 件的开头. frewind(fid) 4. feof命令:用来测试位置指针是否在文件结 命令: 命令 束位置,如果是则返回1,否则返回0. 束位置,如果是则返回 ,否则返回 . feof(fid)
2010-6-20
MATLAB_高级应用
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MEX 文件与 文件与EXE文件 文件
MEX文件与 文件与EXE文件的区别 文件与 文件的区别 MEX文件只能在MATLAB环境中运行 MEX文件只能在MATLAB环境中运行;当调 环境中运行; 文件只能在 文件时会与MATLAB的解释器进行动 用MEX文件时会与 文件时会与 的解释器进行动 态链接. 态链接. 文件是可以独立于MATLAB环境运行 而EXE文件是可以独立于 文件是可以独立于 环境运行 的.
2010-6-20
MATLAB_高级应用
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读二进制数据
fread命令为读二进制数据 命令为读二进制数据 [a,count]=fread(fid,size,precision,skip) a为矩阵数据; 为矩阵数据; 为矩阵数据 count为成功读取的数据元素个数; 为成功读取的数据元素个数; 为成功读取的数据元素个数 fid为文件指针; 为文件指针; 为文件指针 size需要读取的数据个数; 需要读取的数据个数; 需要读取的数据个数 precision为一个字符串,用来指定读取 为一个字符串, 为一个字符串 数据的精度,即数据类型; 数据的精度,即数据类型; skip为每读取一个数据后跳过的字节数. 为每读取一个数据后跳过的字节数. 为每读取一个数据后跳过的字节数
2010-6-20
MATLAB_高级应用
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文件定位
1. fseek命令:用来移动文件位置指针 命令: 命令 status=fseek(fid,offset,origin) fid为文件指针; 为文件指针; 为文件指针 offset指定移动的字节数; 指定移动的字节数; 指定移动的字节数 status为返回值; 为返回值; 为返回值 origin指定移动位置指针的参考起点: 指定移动位置指针的参考起点: 指定移动位置指针的参考起点
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MATLAB_高级应用
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MEX文件的应用: 文件的应用: 文件的应用 (1) 对于已存在的 或FORTRAN子程序,可 对于已存在的C或 子程序, 子程序 以通过编译生成MEX文件,在MATLAB环 文件, 以通过编译生成 文件 环 境中直接调用,而不必重新编写M文件 文件. 境中直接调用,而不必重新编写 文件. (2) 由于 由于MATLAB是解释性语言,运行如 是解释性语言, 是解释性语言 运行如for 等循环体时,会出现速度十分缓慢的现象, 等循环体时,会出现速度十分缓慢的现象, 为了能提高速度,往往要使用MEX程序. 程序. 为了能提高速度,往往要使用 程序 ……
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MATLAB_高级应用
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fgetl和fgets命令 和 命令
fgetl和 fgets命令 : 读取文件的下一行 , 并将 和 命令: 命令 读取文件的下一行, 该行的ASCII字符转换成字符串. 字符转换成字符串. 该行的 字符转换成字符串 tline=fgetl(fid) 读取文件的下一行, 读取文件的下一行,不包括换行符 tline=fgets(fid) 读取文件的下一行, 读取文件的下一行,包括换行符 tline=fgets(fid,nchar) 限制读取文件字符个数
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MATLAB_高级应用
6
创建EXE文件 文件 创建