零基礎入門matlab

前言

這篇文章很適合MATLAB的入門學習，這也是我在入門時學習的筆記，

雖然說是”零基礎“入門matlab，但是如果有其它編程語言基礎的話，學起來自然會更輕松，

特別鳴謝：B站UP主——愛研究的小阿楠

1.界面認識

2.變數命名

注：Matlab中的注釋

%% 獨占一行的注釋（有上下橫線分割）

% 普通注釋

1）清慷訓境變數及命令

clear all 清除Workspace中的所有變數（右側作業區）

clc 清除Command Window中的所有命令（命令列視窗）

2）變數命名規則

①變數名區分大小寫

②變數名長度不超過63位（hhh，不會有人把變數名弄這么長吧~）

③變數名簡潔明了，盡量做到見名知意

3.資料型別

1）數字

2 + 4

10-7

3*5

8/2

2）字符與字串

s = ‘a’ （單引號表示字串）

==abs(s)==ASCII碼

char(97) 輸出 a （ASCII碼轉字串）

num2str(65) 輸出數字65

str=‘I love MATLAB & Machine Learning’

length(str) 字串長度

doc num2str

3）矩陣（Matlab最NB的東西）

A = [1 2 3; 4 5 2; 3 2 7]

B = A’ 把A進行轉置，行變列，列變行

C = A(😃 豎向拉長（不好描述，直接看下圖）

D = inv(A) 逆矩陣（必須時方陣才能求逆矩陣）

執行下面兩條陳述句

D = inv(A) （求逆矩陣）
A * D （相當于A×A的逆）

E = zeros(10,5,3) 創建一個10行5列3維的全0矩陣

E(:,:,1) = rand(10,5)

rand生成均勻分布的偽亂數，分布在（0~1）之間

主要語法：rand(m,n)生成m行n列的均勻分布的偽亂數

rand(m,n,‘double’)生成指定精度的均勻分布的偽亂數，引數還可以是’single’

rand(RandStream,m,n)利用指定的RandStream（隨機種子）生成偽亂數

E(:,:,2) = randi(5,10,5)

randi生成均勻分布的偽亂數

主要語法：randi(iMax)在開區間(0,iMax)生成均勻分布的偽亂數

randi(iMax,m,n)在開區間(0,iMax)生成mXn型隨機矩陣

r = randi([iMin,iMax],m,n)在開區間(iMin，iMax)生成mXn型隨機矩陣

E(:,:,3) = randn(10,5)

randn生成標準正態分布的偽亂數（均值為0，方差為1）

主要語法：和上面一樣

4.元胞陣列和結構體

元胞陣列：是MATLAB中特有的一種資料型別，是陣列的一種，其內部元素可以是屬于不同的布局型別，概念理解上，可以認為它和C語言里面的結構體、C++里面的物件很類似，元胞陣列是MATLAB中的特色資料型別，它不同于其它資料型別（如字符型，字符陣列或者字串，以及一般的算數資料和陣列），它特有的存取資料方法決定了它的特點，它有給人一種查詢資訊的感覺，可以逐漸追蹤一直到所有的變數全部翻譯成基本資料資訊，它的class函式輸出就是cell（細胞）

%元胞陣列
A = cell(1,6)
A{2} = eye(3) %2021版本前的matlab下標從1開始
A{5} = magic(5)
B = A{5}

注：magic：字面意思是魔方，魔術的意思，在MATLAB中用來生成n階幻方，比如三階幻方就是1-9九個數字，組成一個3*3的矩陣，使得該矩陣無論橫、豎還是斜三個方向上的三個數的和總是相同的，幻方是一個很古老的問題，試一下就知道了！

結構體

%結構體
books = struct('name',{{'Machine Learning','Data Mining'}},'price',[30,40])
books.name %屬性
books.name(1)
books.name{1}

5.矩陣操作

1）矩陣的定義與構造

A = [1,2,3,4,5,6,5,4,6]
B = 1:2:9 %第二個引數為步長，不可預設
B = 1:3:9
C = repmat(B,3,2) %重復執行3行2列
D = ones(2,4) %生成一個2行4列的全1矩陣

2）矩陣的四則運算

A = [1 2 3 4; 5 6 7 8]
B = [1 1 2 2; 2 2 1 1]
C = A + B
D = A - B
E = A * B'
F = A .* B % .*表示對應項相乘
G = A / B %相當于A*B的逆 G*B = A  G*B*pinv(B) = A*pinv(B)  G = A*pinv(B),相當于A乘B
H = A ./ B % ./表示對應項相除

3）矩陣的下標

A = magic(5)
B = A(2,3)
C = A(3,:) % :為取全部,那么這條陳述句表示取第三行
D = A(:,4) %取第四列
[m,n] = find(A > 20) %找到大于20的序號值/矩陣
%取的是索引值

6.程式結構

7.基本繪圖操作

7.1.二維平面繪圖

%1.二維平面繪圖
x = 0:0.01:2*pi %定義x的范圍，第二個引數表示步長
y = sin(x)
figure %建立一個幕布
plot(x,y) %繪制當前二維平面圖
title('y = sin(x)') %標題
xlabel('x') %x軸
ylabel('sin(x)') %y軸
xlim([0 2*pi]) % x坐標值的范圍

x = 0:0.01:20;
y1 = 200*exp(-0.05*x).*sin(x);
y2 = 0.8*exp(-0.5*x).*sin(10*x);
figure
[AX,H1,H2] = plotyy(x,y1,x,y2,'plot'); %共用一個x的坐標系，在y上有不同的取值
%設定相應的標簽
set(get(AX(1),'Ylabel'),'String','Slow Decay')
set(get(AX(2),'Ylabel'),'String','Fast Decay')
xlabel('Time(\musec)')
title('Multiple Decay Rates')
set(H1,'LineStyle','--')
set(H2,'LineStyle',':')

7.2.三維立體繪圖

%2.三維立體繪圖
t = 0: pi/50: 10*pi;
plot3(sin(t),cos(t),t)
xlabel('sin(t)')
ylabel('cos(t)')
zlabel('t')
%hold on
%hold off %不保留當前操作
grid on %把圖片繪制出來，在圖片中加一些網格線
axis square %使整個圖（連同坐標系）呈方體

注：關于hold on 和 hold off的用法：點這

8.圖形的保存與匯出

如果直接用截圖的方式截取matlab生成的影像，會影響影像的清晰度，因此我們建議：可以用如下方法保存與匯出圖形，

1）如圖

2）編輯→復制選項

可調節相應元素

3）編輯→圖窗屬性

4）檔案→匯出設定

通過調節寬度、高度等像素值屬性，可以讓圖片即使很小，文字依然清晰，

Matlab基礎的部分到這就結束了，下面作一點補充~

9.補充

[x,y,z] = peaks(30); %peaks命令用于產生雙峰函式或者是用雙峰函式繪圖
mesh(x,y,z)
grid

完結~
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