Matlab 第七讲：编程基础II( 函数 )
matlab基本函数
matlab基本函数MATLAB是一种功能强大的编程语言和开发环境，广泛应用于科学计算、数据分析和工程设计等领域。
本文将介绍一些MATLAB的基本函数，包括数据操作、图形绘制、数学计算等方面的函数。
一、数据操作函数1. size()函数：用于获取数组或矩阵的大小，返回一个包含行数和列数的向量。
2. length()函数：用于获取向量的长度。
3. ndims()函数：用于获取数组或矩阵的维度数。
4. reshape()函数：用于改变数组或矩阵的形状，可以将其转换为不同大小的矩阵。
5. find()函数：用于查找数组或矩阵中满足特定条件的元素的索引。
6. sort()函数：用于对数组或矩阵进行排序，可以按照升序或降序排列。
7. unique()函数：用于返回数组或矩阵中的唯一元素，并去除重复值。
二、图形绘制函数1. plot()函数：用于绘制二维曲线图，可以通过输入不同的坐标点来绘制不同形状的曲线。
2. scatter()函数：用于绘制散点图，可以根据不同的数据点设置不同的颜色和大小。
3. bar()函数：用于绘制柱状图，可以展示不同类别或组之间的比较。
4. pie()函数：用于绘制饼图，可以展示不同类别所占比例的大小关系。
5. histogram()函数：用于绘制直方图，可以展示数据的分布情况。
6. contour()函数：用于绘制等高线图，可以展示二维数据的等高线分布。
三、数学计算函数1. sin()函数：用于计算正弦值。
2. cos()函数：用于计算余弦值。
3. exp()函数：用于计算指数函数的值。
4. sqrt()函数：用于计算平方根。
5. sum()函数：用于计算数组或矩阵中元素的总和。
6. mean()函数：用于计算数组或矩阵中元素的平均值。
7. max()函数：用于找出数组或矩阵中的最大值。
8. min()函数：用于找出数组或矩阵中的最小值。
9. rand()函数：用于生成随机数。
四、其他常用函数1. disp()函数：用于在命令窗口中显示文本或变量的值。
2024版matlab教程(全)资料ppt课件
进行通信系统的建模、仿真和分析。
谢谢聆听
B
C
变量与赋值
在MATLAB中，变量不需要事先声明，可以 直接赋值。变量名以字母开头，可以包含字 母、数字和下划线。
常用函数
MATLAB提供了丰富的内置函数，如sin、 cos、tan等三角函数，以及abs、sqrt等数 学函数。用户可以通过help命令查看函数的
D
使用方法。
02 矩阵运算与数组操作
错误处理
阐述try-catch错误处理机制的语法、 执行流程及应用实例。
04
函数定义与调用
函数概述
阐述函数的概念、作用及分类，包括内置函数和 自定义函数。
函数调用
深入剖析函数的调用方法，包括直接调用、间接 调用及参数传递等技巧。
ABCD
函数定义
详细讲解自定义函数的定义方法，包括函数名、 输入参数、输出参数及函数体等要素。
拟合方法
利用已知数据点构造近似函数，如最小二乘法、多项 式拟合、非线性拟合等。
插值与拟合的比较
插值函数经过所有数据点，而拟合函数则追求整体上 的近似。
数值积分与微分
01
数值积分方法
利用数值技术计算定积分的近似 值，如矩形法、梯形法、辛普森 法等。
02
数值微分方法
通过数值技术求解函数的导数或 微分，如差分法、中心差分法、 五点差分法等。
02
01
矩阵运算
加法与减法
对应元素相加或相减，要求矩阵 大小相同
乘法
使用`*`或`mtimes`函数进行矩阵 乘法，要求内维数相同
点乘与点除
使用`.*`、`./`进行对应元素相乘或 相除，要求矩阵大小相同
特征值与特征向量
matlab函数定义
matlab函数定义Matlab函数定义在Matlab中，函数是一种用于封装可以重复使用的代码块的方式。
函数定义提供了一种创建自定义函数的方法，可以通过函数名和输入参数来调用该函数，从而执行函数内的代码并返回结果。
本文将介绍如何在Matlab中定义函数，以及函数定义的基本结构和语法要点。
函数定义的基本结构如下：```function [output] = functionName(input1, input2, ...)% 函数说明文档% 函数体代码% ...end```在上面的代码中，`function`关键字用于定义函数，`[output]`用于声明函数的输出参数（可选），`functionName`是函数的名称，`input1, input2, ...`是函数的输入参数（可选）。
函数的输入参数和输出参数可以是任意类型的数据，包括标量、矢量、矩阵等。
在函数定义的开始部分，可以使用`%`符号来添加注释。
注释是对函数的说明文档，可以描述函数的功能、输入参数、输出参数等。
在定义函数时，添加详细的注释文档是一种良好的编程习惯，可以方便其他使用者理解和使用该函数。
在函数定义的主体部分，可以编写实现具体功能的代码。
函数可以包含任意数量的语句和命令，可以通过输入参数来接受外部数据，通过输出参数来返回计算结果。
函数在执行完主体部分的代码后，会将计算结果以输出参数的形式返回。
下面是一个示例，展示了如何定义一个简单的Matlab函数：```matlabfunction [result] = square(x)% 计算输入数的平方result = x^2;end```在上面的例子中，函数名是`square`，它接受一个输入参数`x`，计算并返回`x`的平方。
函数的输出参数是`result`，用于存储计算结果。
要调用该函数，可以使用以下方式：```matlaby = square(5);```上面的代码将调用函数`square`，将值`5`作为输入参数传递给函数，并将计算结果`25`保存在变量`y`中。
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控制流语句
使用条件语句（如if-else）和 循环语句（如for）来控制程序 流程。
变量定义
使用赋值语句定义变量，例如 `a = 5`。
矩阵运算
使用矩阵进行数学运算，如加 法、减法、乘法和除法等。
函数编写
创建自定义函数来执行特定任 务。
02
MATLAB编程语言基础
变量与数据类型
变量命名规则
数据类型转换
编辑器是一个文本编辑器 ，用于编写和编辑 MATLAB脚本和函数。
工具箱窗口提供了一系列 用于特定任务的工具和功 能，如数据可视化、信号 处理等。
工作空间窗口显示当前工 作区中的变量，可以查看 和修改变量的值。
MATLAB基本操作
数据类型
MATLAB支持多种数据类型， 如数值型、字符型和逻辑型等 。
04
MATLAB数值计算
数值计算基础
01
02
03
数值类型
介绍MATLAB中的数值类 型，包括双精度、单精度 、复数等。
变量赋值
讲解如何给变量赋值，包 括标量、向量和矩阵。
运算符
介绍基本的算术运算符、 关系运算符和逻辑运算符 及其优先级。
数值计算函数
数学函数
列举常用的数学函数，如 三角函数、指数函数、对 数函数等。
矩阵的函数运算
总结词：MATLAB提供了许多内置函 数，可以对矩阵进行各种复杂的运算
。
详细描述
矩阵求逆：使用 `inv` 函数求矩阵的 逆。
特征值和特征向量：使用 `eig` 函数 计算矩阵的特征值和特征向量。
行列式值：使用 `det` 函数计算矩阵 的行列式值。
矩阵分解：使用 `factor` 和 `expm` 等函数对矩阵进行分解和计算指数。
MATLAB编程基础入门
MATLAB编程基础入门MATLAB是一种常用于科学计算和数据分析的高级编程语言和环境。
它提供了丰富的工具集，使得处理数值计算、绘制图形以及实现算法变得更加便捷。
本文将为初学者介绍MATLAB的基础知识和编程技巧，以帮助读者快速入门。
1. MATLAB的安装和启动首先，我们需要到MathWorks官网上下载并安装MATLAB。
安装完成后，双击MATLAB图标即可启动软件。
MATLAB的主界面分为命令窗口、编辑器和工作空间等几个主要部分，用户可以通过这些界面进行编程和运行程序。
2. MATLAB的基本语法MATLAB的基本语法与其他编程语言有所不同。
在MATLAB中，不需要声明变量的类型，只需要直接给变量赋值即可。
例如：```a = 10;b = 3.14;c = 'Hello, MATLAB!';```MATLAB中还有一些特殊变量和函数，比如`pi`表示圆周率，`sin`表示正弦函数。
使用这些特殊变量和函数可以实现更加高效的数值计算和数据处理。
3. MATLAB的基本操作MATLAB提供了丰富的操作符和函数，可以用于数值计算、矩阵运算、图形绘制等。
下面是一些常用操作的示例：3.1 数值计算```a = 5;b = 3;c = a + b; % 加法运算d = a * b; % 乘法运算e = sqrt(a); % 开方运算```3.2 矩阵运算```A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; % 创建一个3x3的矩阵B = [10 11 12; 13 14 15; 16 17 18];C = A + B; % 矩阵相加D = A * B; % 矩阵相乘```3.3 图形绘制```x = linspace(0, 2*pi, 100); % 在0到2π之间生成100个等间隔的点y = sin(x);plot(x, y); % 绘制正弦函数图像xlabel('x'); % 设置x轴标签ylabel('y'); % 设置y轴标签title('Sin Function'); % 设置图像标题```4. MATLAB的程序控制MATLAB提供了丰富的控制结构，可以用于实现条件判断和循环等功能。
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汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• MATLAB基础 • MATLAB编程 • MATLAB矩阵运算 • MATLAB数值计算 • MATLAB可视化 • MATLAB应用实例
01
CATALOGUE
MATLAB基础
MATLAB简介
MATLAB定义
MATLAB应用领域
菜单栏
包括文件、编辑、查看、主页 、应用程序等菜单项。
命令窗口
用于输入MATLAB命令并显示 结果。
MATLAB主界面
包括命令窗口、当前目录窗口 、工作空间窗口、历史命令窗 口等。
工具栏
包括常用工具栏和自定义工具 栏。
工作空间窗口
显示当前工作区中的变量。
MATLAB基本操作
变量定义
使用变量名和赋值符号（=）定义变 量。
详细描述
直接输入：在 MATLAB中，可以直 接通过输入矩阵的元 素来创建矩阵。例如 ，`A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]`。
使用函数创建： MATLAB提供了多种 函数来创建特殊类型 的矩阵，如`eye(n)`创 建n阶单位矩阵， `diag(v)`创建由向量v 的元素构成的对角矩 阵。
使用bar函数绘制柱状图 ，可以自定义柱子的宽
度、颜色和标签。
使用pie函数绘制饼图， 可以自定义饼块的比例
和颜色。
三维绘图
01
02
03
04
三维线图
使用plot3函数绘制三维线图 ，可以展示三维空间中的数据
点。
三维曲面图
使用surf函数绘制三维曲面图 ，可以展示三维空间中的曲面
。
三维等高线图
Matlab的基本语法和常用函数
Matlab的基本语法和常用函数Matlab是一种非常强大且流行的数值计算软件，被广泛应用于科学研究、工程设计和数据分析等领域。
在本文中，我们将介绍Matlab的基本语法和常用函数，以帮助初学者快速上手并掌握此工具的基本使用方法。
一、Matlab的基本语法1. 变量和赋值：在Matlab中，可以使用任何有效的字符作为变量名。
要创建一个变量并赋值，只需使用等号（=）即可。
例如，将整数值10赋给变量a，可以使用以下语句：a = 102. 数值运算：Matlab支持基本的数值运算，如加法、减法、乘法和除法。
例如，要计算两个变量a和b的和，可以使用加法运算符（+）：c = a + b3. 矩阵操作：Matlab是一种强大的矩阵计算工具，支持矩阵的创建、加减乘除运算以及转置等操作。
例如，要创建一个2x2的矩阵，并将其赋给变量A，可以使用以下语句：A = [1 2; 3 4]4. 条件语句：Matlab提供了条件语句用于根据不同的条件执行不同的操作。
常用的条件语句包括if语句和switch语句。
例如，要根据某个变量的值执行不同的操作，可以使用if语句：if a > 0disp('a is positive')elsedisp('a is negative or zero')end5. 循环语句：Matlab支持多种类型的循环语句，如for循环、while循环和do-while循环。
例如，要计算1到10的累加和，可以使用for循环：sum = 0;for i = 1:10sum = sum + i;end二、Matlab的常用函数1. plot函数：plot函数用于绘制二维曲线图。
通过提供横坐标和纵坐标的向量，可以绘制出对应的曲线图。
例如，要绘制函数y = sin(x)的图形，可以使用以下语句：x = linspace(0, 2*pi, 100);y = sin(x);plot(x, y)2. linspace函数：linspace函数用于生成一个线性间隔的向量。
MATLAB函数的使用方法及示例详解
MATLAB函数的使用方法及示例详解引言：MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算的强大工具。
它不仅具备丰富的内置函数库，还可由用户编写函数，以满足各种复杂的计算需求。
本文将详细介绍MATLAB函数的使用方法，并通过示例来解释其具体应用。
一、MATLAB函数的定义与调用在MATLAB中，函数是一段封装了特定操作的可重复使用的代码，它可以接受输入参数，并返回输出结果。
函数的定义与调用是使用MATLAB的重要基础。
函数的定义：MATLAB中函数的定义以关键词"function"开头，后面跟着函数名和一对圆括号。
函数名用于函数的调用，圆括号内可定义输入参数。
函数体代码位于圆括号之后，用于实现函数的具体功能。
举个例子，定义一个简单的函数用于计算两个数的和：```function result = add(a, b)result = a + b;end```在这个例子中，`add`是函数名，`a`和`b`是输入参数，`result`是输出结果。
函数的调用：函数的调用通过函数名和相应的参数实现。
调用函数时，需要提供参数的值。
调用函数后，函数会执行其功能，并返回结果。
我们使用上面定义的`add`函数来进行示例调用：```x = 3;y = 5;sum = add(x, y);disp(sum);```在这个例子中，我们定义了两个变量`x`和`y`，分别赋值为3和5，然后调用`add`函数，并将结果赋值给变量`sum`。
最后，使用`disp`函数显示`sum`的值。
二、MATLAB内置函数的使用方法MATLAB提供了丰富的内置函数库，涵盖了数学、统计、信号处理、图像处理等各个领域。
下面我们将介绍几个常用的内置函数及其使用方法。
1. `sin`函数：`sin`函数用于计算给定角度的正弦值。
其使用方法为：```result = sin(angle);```其中，`angle`为角度的值，`result`为计算得到的正弦值。
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—— Matlab 编程（函数）
1
内容提要
函数文件的定义 递归函数 函数参数的可调性 局部变量与全局变量 子函数
函数句柄、内联函数、匿名函数
2
Matlab 编程
M 文件根据调用方式的不同可以分为两类
Script：脚本文件，直接输入文件名即可运行 Function：函数文件
nargin 和 nargout 分别记录调用该函数时的输入实参 和输出实参的个数
8
递归函数举例
例：利用函数的递归调用计算 n!
1, n1 n! n ( n 1)!, n 1
% 函数文件 myfactor.m function y=myfactor(n) if n<=1 y=1; else y=n*myfactor(n-1); end
23
匿名函数
匿名函数是 Matlab 7.0 版提出的一种全新的函数描述形式，和 内联函数类似，可以让用户编写简单的函数而不需要创建M文 件；它具有内联函数的所有优点，并且效率比内联函数高。
匿名函数的定义
fhandle=@ (输入参数列表)运算表达式 例： f=@(x,y) x^2 + y^2; y=f(2,3)
内联函数的定义
函数名=inline('函数表达式', '变量1', '变量2'，...) 由于内联函数是储存于内存中而不是在M文件中，省去了文件 访问的时间，加快了程序的运行效率。 但内联函数只能定义一些简单的函数表达式。 若调用函数时涉及数组运算，则定义函数时也要用数组运算！ 例： f=inline('x^2 + y^2','x','y'); y=f(2,3)
26
上机作业
3、编写一个函数文件： m73.m，实现两个向量的加运算或减 运算，要求： (1) 一个输出参数，三个输入参数; (2) 当输入参数是两个时，计算它们的和； (3) 当输入参数是三个时，计算前两个参数的差。 （ 在长度较短的向量前面添 0，使得两个向量长度相等）
27
16
全局变量
全局变量给函数间的数据传递带来了方便，但却破坏 了函数对变量的封装，降低了程序的可读性，因而在 结构化程序设计中，全局变量是不受欢迎的。特别是 当程序较大，子程序较多时，全局变量将给程序调试 和维护带来不便，故一般不提倡使用全局变量。
17
程序示例
% ex4global.m clear; global a b; a=1; b=3; z=mysquaresum(a,b); fprintf(' a=%d, b=%d \n', a,b); z=myproduct(a,b); fprintf(' a=%d, b=%d \n', a,b); % mysquaresum.m function mysum=mysquaresum(x,y) mysum=x^2+y^2; a=x+y; % myproduct.m function myprod=myproduct(x,y) global a myprod=x*y; a=x+y;
7
函数调用
函数调用的一般格式
输出实参列表=函数名(输入实参列表)
函数调用时，实参的顺序应与函数定义时形参的顺序一致 实参与形参之间的结合是通过值传递实现的 函数可以嵌套调用，即一个函数可以被其它函数调用，
甚至可以被它自身调用，此时称为递归调用
函数所传递的参数具有可调性，Matlab 用两个永久变量
25
上机作业
1、兔子繁殖问题：( Fibonacci number ) 假设每对大兔每月生出一对小兔，且新生的小兔满二个月 后长成大兔就能生育，那么从刚出生的一对小兔算起，12个 月总共有多少对兔子？三年年底呢？试编写一个函数计算该 题，其中输入为月数，输出为兔子对数。 （函数名取为 m71）（只需交函数文件） 2、编写一个函数，函数名为 m72，要求： 一个输出参数，三个输入参数 当输入一个参数时，输出一个出错信息，并返回 当输入两个或三个参数时，计算它们的阶乘的和
9
递归函数举例
例：计算 1! + 2! + … + 10!
% main.m clear; s=0; n=10; for i=1:n s=s+myfactor(i); end fprintf(' s=%d \n', s)
10
参数的可调性举例
例：nargin 和 nargout 的使用
% ex4nargin.m function y=ex4nargin(a,b) if nargin==1 y = a; elseif nargin==2 y = a*b; end
21
函数句柄
函数句柄：可以理解成一个函数的代号或别名，调用函数句柄 就等价于调用该函数。
函数句柄的定义
fhandle=@ 函数名 @ 的作用就是将一个函数的函数句柄赋值给左边的变量 例： f = @sin; y = f(pi/3)
22
内联函数
MATLAB中的内联函数借鉴了C语言中的内联函数，使用内联 函数可以减少调用的时间和空间开销。
5
函数文件举例
例：交换两个变量的值 myswap.m
function [a,b] = myswap(x,y) % swap x and y a = y; b = x; 函数可以有多个输入参数和多个输出参数 也可以没有输入参数或输出参数
6
函数文件举例
例：打印杨辉三角形 printyh.m
function printyh(n) % 打印杨辉三角形, 本函数没有输出参数 yh=1; disp(yh); if n==1, return; end yh=[1,1]; disp(yh); for k=3:n yh_old=yh; k2=ceil(k/2); for i=2:k2 yh(i)=yh_old(i-1)+yh_old(i); end yh(k2+1:k)=yh(k-k2:-1:1); disp(yh); end
14
局部变量与全局变量
全局变量
全局变量的定义或声明
global 变量名列表 变量名列表中的各个变量用空格隔开，不能用逗号！ 在需要使用全局变量的所有M文件中，都要进行声明 定义全局变量是 M文件间传递信息的一种手段
15
程序示例
% main.m clear; global a b; % 声明 a b 是全局变量 a=1; b=3; z=mysquaresum(); fprintf(' z=%d \n', z); disp(mysum); % ERROR，mysum 不是全局变量 % mysquaresum.m function mysum = mysquaresum() global a b; % 这里也必须声明 a b 是全局变量 global mysum; mysum=a^2+b^2; % OK
11
内容提要
函数文件的定义 递归函数 函数参数的可调性 局部变量与全局变量 子函数
函数句柄、内联函数、匿名函数
12
局部变量与全局变量
局部变量与全局变量
局部变量：只能在其被定义的 M 文件中使用
全局变量：可以在多个 M 文件中使用
Matlab 中，变量默认是局部变量
供其它M文件调用，通常带输入参数和输出参数
3
函数文件
函数文件一般格式
function 输出形参列表=函数名(输入形参列表) % 注释说明部分 (可选) 函数体语句 第一行为引导行，表示该 M文件是函数文件 函数名的命名规则与变量名相同 ( 必须以字母开头 ) 当输出形参多于一个时，用方括号括起来 函数必须是一个单独的 M文件 函数文件的文件名必须与函数名一致
主函数必须位于最前面，子函数出现的次序任意 子函数只能被主函数和位于同一个M文件中的其它子函
数调用
外部 M 文件只能调用主函数
20
子函数举例
% ex4subfun.m function [avg, med]=ex4subfun(x) n=length(x); avg=mymean(x,n); med=mymedian(x,n); function y=mymean(x,n) y=sum(x)/n; % 主函数
% ex4nargout.m function [p,q]=ex4nargout(a,b) if nargout==1 p=a+b; elseif nargout==2 p=a+b; q=a-b; end
>> y1=ex4nargin(3) >> y2=ex4nargin(3,4)
>> x=ex4nargout(5,3) >> [x,y]=ex4nargin(5,3)
4
编程示例
例：将华氏温度转化为摄氏温度：
脚本文件 (f2cs.m)：
5 c ( f 32) 9
clear; f=input('Please input f:'); c=5*(f-32)/9; fprintf('c=%g \n', c) 函数文件(f2cf.m)： function c=f2cf(f) c=5*(f-32)/9;
局部变量
Matlab 中，变量默认是局部变量，即一个M文件中定义
的变量不能被其它 M 文件引用
当函数调用完毕后，该函数文件中所定义的所有局部变
量都将被释放，即全部被清除
函数通过输入和输出参数与其它 M 文件进行数据传递