第1章 MATLAB編程環(huán)境

第1章MATLAB編程環(huán)境1.1MATLAB概述1.2MATLAB的組成部分1.3MATLAB的安裝1.4MATLAB開發(fā)環(huán)境1.5M文件使用1.6常用命令1.7本章小結(jié)1.1MATLAB概述

MATLAB是一種高效的語言，其發(fā)展速度之快、應用范圍之廣、功能之強大，已為業(yè)內(nèi)人士所驚嘆。因此本節(jié)先對MATLAB的發(fā)展歷程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點、學科工具箱等內(nèi)容進行整體介紹，使初學者快速了解MATLAB的概況。1.1.1MATLAB發(fā)展歷程

MATLAB是MATrixLABoratory（矩陣實驗室）的縮寫。(1)20世紀70年代后期，時任美國新墨西哥大學計算機科學系主任的克里夫?莫勒爾（CleveMoler）教授為了減輕學生編程負擔，用Fortran語言為學生編寫了線性系統(tǒng)軟件包（Linpack）和特征值計算軟件包（Eispack），這便是最初版本的MATLAB。(2)1984年，杰克?李特（JackLittle）、克里夫?莫勒爾和斯蒂夫?班格爾特（SteveBangert）合作成立了Mathworks公司，正式把MATLAB推向市場，并在拉斯維加斯舉行的“IEEE決策與控制會議”上推出了利用C語言編寫的面向MS-DOS系統(tǒng)的MATLAB1.0。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后的短短幾年里，就以其良好的開放性和運行的可靠性，使原先控制領域里的封閉式軟件包紛紛被淘汰，而在MATLAB平臺上重建。(3)20世紀90年代，MATLAB已經(jīng)成為國際控制界公認的標準計算軟件。1993年推出了基于PC平臺的以Windows為操作系統(tǒng)平臺的MATLAB4.0；1996年推出了MATLAB5.0，增加了更多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使其成為更方便的編程語言；(4)2000年10月推出了全新的MATLAB6.0正式版（R12），在核心數(shù)值算法、界面設計、外部接口、應用桌面等方面有了極大改進。2004年7月推出了MATLAB7.0（R14），在編程環(huán)境、代碼效率、數(shù)據(jù)可視化、文件I/O等方面進行了全面升級。從2006年起，每年推出兩個版本，上半年推出的用a標識，下半年推出的用b標識，如2006年上半年推出的版本為MATLAB7.2（R2006a），下半年推出的版本為MATLAB7.3（R2006b）。2012年3月發(fā)布了最新版MATLAB7.14（R2012a）。

MATLAB具有功能強、學習容易、效率高等特點，已成為線性代數(shù)、數(shù)值分析計算、數(shù)學建模、最優(yōu)化設計、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、生物醫(yī)學工程、財務分析、金融計算、自動控制、數(shù)字信號處理、通信系統(tǒng)仿真等課程的基本教學工具，是目前世界上最流行的仿真計算軟件之一。掌握了這一重要工具，可為讀者今后的學習、科學研究、行業(yè)開發(fā)打下較好的基礎。

1.1.2MATLAB主要功能

?數(shù)值計算、符號計算、工程計算等各種計算功能；

?繪制二維圖形和三維圖形等數(shù)據(jù)可視化功能；

?創(chuàng)建函數(shù)文件、數(shù)據(jù)管理等編程的開發(fā)環(huán)境；

?使用線性代數(shù)、統(tǒng)計、優(yōu)化、插值、擬合等方法的數(shù)據(jù)處理能力；

?利用工具箱處理各應用領域內(nèi)特定類型問題的擴展功能；

?基于Simulink工具的系統(tǒng)建模、仿真和分析功能；

?構(gòu)建自定義圖形用戶界面的應用軟件開發(fā)功能；

?將MATLAB的算法與外部應用程序和語言（如C、Fortran、Java和MicrosoftExcel）的集成功能。

1.1.3MATLAB特點

MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似。MATLAB之所以受到廣大讀者的喜愛，是因為它具有其他語言所不具備的特點。MATLAB的特點如下。?直譯式的編程語言。MATLAB語言是以矩陣計算為基礎的程序設計語言，簡單易學，用戶不用花太多的時間即可掌握其編程技巧。其指令格式與習慣用的數(shù)學表達式非常相近，語法規(guī)則也與一般的結(jié)構(gòu)化高級編程語言類似，包括控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入/輸出等內(nèi)容和面向?qū)ο缶幊烫攸c。對于要解決的問題，用戶可以在命令窗口中使輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的應用程序（M文件），然后一起運行。?短小高效的代碼。由于MATLAB已將數(shù)學問題的具體算法編成了函數(shù)，因此用戶只要熟悉算法的特點、使用場合、函數(shù)的調(diào)用格式和參數(shù)意義等，通過調(diào)用函數(shù)很快就可以解決問題。MATLAB語句功能強大，一條語句往往相當于其他高級語言中的幾十條甚至上百條語句。為編程者及節(jié)省了大量的時間。MATLAB語句書寫簡單，表達式的書寫如同在稿紙中演算一樣，與人們的手工運算相一致，容易被人們接受。?強大的科學計算與數(shù)據(jù)處理能力。MATLAB是包含大量計算算法的集合，其擁有上千個數(shù)學函數(shù)和工程計算函數(shù)，可以直接調(diào)用而不需另行編程，可非常方便地實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。該軟件具有強大的矩陣計算功能，擁有眾多的工具箱，幾乎能解決大部分學科中的數(shù)學問題。?先進的繪圖和數(shù)據(jù)可視化功能。MATLAB具有豐富的圖形處理功能和方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進行標注和打印，可用于科學計算和工程繪圖。MATLAB能夠按照數(shù)據(jù)產(chǎn)生高質(zhì)量的二維數(shù)據(jù)圖形和三維數(shù)據(jù)圖形，并可繪制各類函數(shù)的多維圖形，還可以對圖形設置顏色、光照、紋理、透明性等，以增強圖形的表現(xiàn)效果。?可擴展性能。MATLAB包括兩部分內(nèi)容：基本部分和各種可選的工具箱?；静糠謽?gòu)成了MATLAB的核心內(nèi)容，也是使用和構(gòu)造工具箱的基礎；工具箱擴展了MATLAB的功能。除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB基本文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可通過對源文件進行修改或加入自己編寫的文件，構(gòu)造自己的專用工具箱，以方便解決自己領域內(nèi)常見的計算問題。?友好的工作平臺和編程環(huán)境。MATLAB中的工具包大多采用圖形用戶界面，其界面越來越精致，更加接近Windows的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤并進行出錯原因分析。?MATLAB具有強大的面向?qū)嶋H問題的處理能力。MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。MATLAB的函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復雜函數(shù)。它能解決矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等問題。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++。?在MATLAB中，以復數(shù)矩陣為基本編程單元，使矩陣操作變得輕而易舉。MATLAB中矩陣操作如同其他高級語言中的變量操作一樣方便，而且矩陣無需采用，可隨時改變矩陣的尺寸。1.2MATLAB的組成部分

MATLAB具有非常強大的功能與其組成部分是密不可分的，本書介紹了MATLAB的主要組成部分和MATLAB的重要組件，通過兩者的配合MATLAB才能更好的從事科學計算。1.2.1MATLAB主要組成部分

MATLAB系統(tǒng)由MATLAB開發(fā)環(huán)境、MATLAB數(shù)學函數(shù)庫、MATLAB語言、MATLAB圖形處理系統(tǒng)和MATLAB應用程序接口（API）五大部分構(gòu)成。下面對這5部分分別進行介紹。(1)MATLAB開發(fā)環(huán)境是一套方便用戶使用的MATLAB函數(shù)和文件工具集，其中的許多工具是圖形化的用戶接口。它是一個集成的用戶工作空間，允許用戶輸入/輸出數(shù)據(jù)，并提供了M文件的集成編譯和調(diào)試環(huán)境，包括MATLAB桌面、命令窗口、M文件編譯調(diào)試器、工作空間瀏覽器和在線幫助文檔。(2)MATLAB數(shù)學函數(shù)庫是數(shù)學算法的一個巨大集合，包括初等數(shù)學的基本算法，高等數(shù)學、線性代數(shù)等學科的復雜算法等。用戶直接調(diào)用其函數(shù)就可進行運算，它是MATLAB系統(tǒng)的基本組成部分。(3)MATLAB語言是一種交互性的數(shù)學腳本語言，它支持邏輯、數(shù)值、文本、函數(shù)柄、細胞數(shù)組和結(jié)構(gòu)數(shù)組等數(shù)據(jù)類型，是一種高級的基于矩陣/數(shù)組的語言，具有程序流控制、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入/輸出和面向?qū)ο缶幊痰忍厣?4)MATLAB圖形處理系統(tǒng)是指MATLAB系統(tǒng)提供的強大的數(shù)據(jù)可視化功能，包括二維、三維圖形函數(shù)，圖像處理和動畫效果等。它還提供了包括線型、色彩、標記、坐標等修飾方法，使繪制的圖形更加美觀、精確。(5)MATLAB應用程序接口（API）是MATLAB語言與C語言、Fortran等其他高級編程語言進行交互的函數(shù)庫。該庫的函數(shù)通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫（DLL）實現(xiàn)與MATLAB文件的數(shù)據(jù)交換，其主要功能包括在Matlab中調(diào)用C語言和Fortran程序，在MATLAB與其他應用程序間建立客戶/服務器關系。1.2.2MATLAB重要部件

MATLAB系統(tǒng)提供了兩個重要部件：Simulink和Toolboxes，它們在系統(tǒng)和用戶編程中占據(jù)著重要的地位。Simulink是MATLAB附帶的軟件，它是對非線性動態(tài)系統(tǒng)進行仿真的交互式系統(tǒng)。在Simulink交互式系統(tǒng)中，可利用直觀的方框圖構(gòu)建動態(tài)系統(tǒng)，然后采用動態(tài)仿真的方法得到結(jié)果。針對各個應用領域中的問題，MATLAB提供了許多實用函數(shù)，稱為工具箱函數(shù)。MATLAB之所以能得到廣泛應用，源于MATLAB眾多的工具箱函數(shù)給各個領域應用人員帶來的方便。MATLAB通過附加的工具箱（Toolbox）進行功能擴展，每一類工具箱都是實現(xiàn)特定功能的函數(shù)集合。MATLAB工具箱主要分為以下幾大類：

?數(shù)學、統(tǒng)計與優(yōu)化；?控制系統(tǒng)設計和分析；?信號處理和通信；?圖像處理與計算機視覺；?計算金融；?計算生物；?并行計算；?測試與測量；?數(shù)據(jù)庫訪問與報告；?代碼生成和驗證。MATLABR2012a自帶的學科工具箱類型如表1-1所示。

Toolboxes工具箱名稱Toolboxes工具箱名稱Aerospace航空航天分析工具箱ImageProcessing圖像處理工具箱Bioinformatics生物信息科學工具箱InstrumentControl儀器設備控制工具箱Communication通信工具箱Mapping地圖工具箱ComputerVisionSystem計算機視覺工具箱Model-BasedCalibration基于模型的調(diào)校工具箱ControlSystem控制系統(tǒng)工具箱ModelPredictiveControl模型預測控制工具箱CurveFitting曲線擬合工具箱NeuralNetwork神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱DataAcquisition數(shù)據(jù)采集工具箱OPCOPC工具箱Database數(shù)據(jù)庫工具箱Optimization最優(yōu)化工具箱Datafeed財務資料來源工具箱ParallelComputing并行計算工具箱DSPSystem數(shù)字信號處理系統(tǒng)工具箱PartialDifferential偏微分方程工具箱Econometrics計算經(jīng)濟學工具箱PhasedArraySystem相控陣系統(tǒng)工具箱FilterDesignHDLCoder濾波器設計HDL編碼工具箱RobustControl魯棒控制工具箱Financial財經(jīng)工具箱RF射頻工具箱FinancialDerivatives衍生金融產(chǎn)品工具箱SignalProcessing信號處理工具箱Fixed-Income固定收益產(chǎn)品工具箱Statistics統(tǒng)計工具箱Fixed-Point定點工具箱SymbolicMath符號運算工具箱FuzzyLogic模糊邏輯工具箱SystemIdentification系統(tǒng)辨識工具箱GlobalOptimization全局優(yōu)化工具箱VehicleNetwork車載網(wǎng)絡工具箱ImageAcquisition影像擷取工具箱Wavele小波工具箱表1-1MATLABR02012a工具箱類型1.3MATLAB的安裝

MATLAB的安裝是我們經(jīng)常會遇到的問題，下面我們以Windows7系統(tǒng)安裝的MATLAB7.0為例來說明MATLAB的安裝步驟。以Win7系統(tǒng)安裝的MATLAB7.0為例來說明MATLAB的安裝步驟。（1）開始安裝：將MATLAB7.0安裝盤放入光驅(qū)，打開MATLAB7.0安裝盤，雙擊按鈕開始安裝過程。初始化后打開WelcomtotheMathWorksInstaller窗口，如圖1.1所示。選擇Install單選按鈕，單擊Next按鈕進入下一步安裝。圖1.1WelcomtotheMathWorksInstaller窗口（2）用戶信息登記和授權(quán)注冊碼輸入：在步驟（1）中單擊Next按鈕后，將會打開LicenseInformation窗口，如圖1.2所示。在Name和Company這兩行中可隨便輸入，第三行則需要輸入注冊號。圖1.2LicenseInformation窗口（3）軟件用戶協(xié)議：如果上一步中輸入授權(quán)注冊碼正確，單擊Next按鈕打開LicensingAgreement窗口，如圖1.3所示。先單擊Yes按鈕，再單擊Next按鈕進入下一步操作。圖1.3LicensingAgreement窗口（4）安裝方式選擇：MATLAB提供了兩種安裝方式，典型安裝（Typical）和自定義安裝（Custom），如圖1.4所示。先點擊Typical按鈕，然后點擊Next按鈕進入下一步操作。圖1.4InstallationType窗口（5）軟件安裝路徑選擇：打開FolderSelection窗口，選擇軟件的安裝目錄，系統(tǒng)默認是安裝在C盤下的MATLAB文件夾下面，如圖1.5所示。再單擊Next按鈕進行下一步操作。圖1.5FolderSelection窗口（6）確認安裝：在MATLAB復制文件到硬盤之前，如圖1.6所示，會打開Confirmation窗口給出安裝說明，若這些軟件安裝設置有問題，單擊Back按鈕返回之前的過程，重新選擇、設置安裝過程。若確認無誤，則單擊Install按鈕確認安裝。之后將會彈出圖1.7所示的安裝進度框。圖1.6Confirmation窗口圖1.7安裝進度框窗口（7）閱讀產(chǎn)品配置的注意事項：安裝完成后會打開如圖1.8所示的產(chǎn)品配置注意事項的窗口，用來告訴用戶目前安裝的產(chǎn)品是否有需要額外配置。然后單擊Next按鈕。圖1.8ProdutConfigurationNotes窗口（8）安裝完成：MATLAB安裝程序完成時，會顯示如圖1.9所示的安裝完成窗口。單擊Finish按鈕結(jié)束安裝過程。圖1.9SetupComplete窗口

當將MATLAB安裝到硬盤上以后，一般會在Windows桌面上自動生成MATLAB程序圖標，如圖1.10所示，這時只要直接雙擊該圖標即可啟動；或者單擊桌面左下角的“開始”按鈕，在“所有程序”中找到MATLAB7.0，選擇即可啟動。圖1.10MATLAB桌面快捷鍵

在MATLAB操作桌面中的菜單欄中選擇菜單File→ExitMATLAB命令；或在命令窗口中輸入命令quit或者exit；或直接單擊窗口右上角的“關閉”按鈕，都可關閉MATLAB。1.4MATLAB開發(fā)環(huán)境

MATLAB開發(fā)環(huán)境是一套方便用戶使用的MATLAB函數(shù)和文件工具集，其中許多工具是圖形化用戶接口，主要包括MATLAB的軟件開發(fā)環(huán)境和MATLAB的搜索路徑等。1.4.1MATLAB軟件開發(fā)環(huán)境

MATLAB的軟件開發(fā)環(huán)境是一個集成的用戶工作空間，允許用戶輸入輸出數(shù)據(jù)，并提供了M文件的集成編譯和調(diào)試環(huán)境，包括命令窗口、M文件編輯調(diào)試器、MATLAB工作空間。MATLAB開發(fā)環(huán)境如圖1.11所示。圖1.11MATLAB的開發(fā)環(huán)境下面來分步驟MATLAB編程環(huán)境中包含的元素。1．主菜單MATLAB7.0的主菜單主要包括File、Edit、Debug、Desktop、Help等子菜單項，以下將簡要介紹各主菜單的組成及功能。?File子菜單：File子菜單主要包含新建/打開文件、關閉窗口、導入數(shù)據(jù)、保存工作空間內(nèi)的數(shù)據(jù)、設置MATLAB的搜索路徑、軟件屬性設置、打印及其頁面設置、退出MATLAB等選項。?Edit子菜單：Edit子菜單主要用于常見文檔的撤銷、復制、粘貼、刪除、查找等工作，同時用于清除命令窗格、歷史窗格、工作空間內(nèi)容。?Debug子菜單：Debug子菜單用于程序調(diào)試，主要包括調(diào)試斷點設置、調(diào)試步驟的步進。?Desktop子菜單：Desktop子菜單用于桌面窗口顯示控制。?Help子菜單：Help子菜單用于獲取MATLAB7.0幫助信息，MATLAB幫助系統(tǒng)主要包括軟件自帶的幫助文件和網(wǎng)絡在線幫助文檔。每個菜單的具體其具體功能如表1-2～表1-8所示。菜單名稱功能New新建M文件、類、圖形窗口、變量模型和圖形用戶界面等Open打開M文件、fig文件、mat文件、mdl文件、cdr文件等CloseCommandWindow關閉命令窗口ImportData從其他文件導入數(shù)據(jù)，選擇該命令，可彈出選擇被導入文件的對話框SaveWorkspaceAs把工作空間的數(shù)據(jù)保存到相應的路徑文件中SetPath設置工作路徑Preferences設置窗口的屬性PageSetup設置頁面Print設置打印屬性PrintSelection對選擇的文件數(shù)據(jù)設置打印屬性ExitMatlab退出MATLAB表1-2File菜單項菜單名稱功能Undo撤銷上一步的操作Redo重新執(zhí)行上一步的操作Cut剪切選中的對象Copt復制選中的對象Paste粘貼剪切板上的內(nèi)容PastetoWorkspace向工作空間中粘貼內(nèi)容SelectAll全選Delete刪除選定的對象Find查找對象FindFiles查找文件ClearCommandWindow清空命令窗口的對象ClearCommandHistory清空命令的歷史記錄ClearWorkspace清除工作空間的對象表1-3Edit菜單項菜單名稱功能OpenFileswhenDebugging調(diào)試時打開M文件Step單步調(diào)試程序StepIn單步調(diào)試進入子程序StepOut單步調(diào)試從子函數(shù)中跳出Continue程序執(zhí)行到下一個斷點ClearBreakpointsinAllFiles清除所有打開文件中的斷點StopifErrors/Warnings程序報錯或警告時停止向下執(zhí)行ExitDebugMode退出調(diào)試模式菜單名稱功能SelectClusterProfile選擇集群配置文件ImportClusterProfile導入集群配置文件ManageClusterProfile管理集群配置文件MonitorJobs配置項監(jiān)控工作表1-4Debug菜單項表1-5Parallel菜單項菜單名稱功能MinimizeCommandWindow最小化命令窗口MaximizeCommandWindow最大化命令窗口UndockCommandWindow全屏顯示命令窗口，并設為當前活動窗口MoveCommandWindow移動命令窗口ResizeCommandWindow調(diào)整命令窗口大小DesktopLayout窗口布局選項SaveLayout保存選定的工作去設置OrganizeLayouts管理保存的工作區(qū)設置CommandWindow顯示命令窗口CommandHistory顯示歷史命令窗口CurrentFolder顯示當前文件夾窗口Workspace顯示工作窗口Help顯示幫助窗口Profiler顯示輪廓圖窗口FileExchange文件轉(zhuǎn)換Editor編輯器窗口Figures圖形窗口WebBrowser網(wǎng)絡瀏覽窗口VariableEditor變量編輯器ComparisonTool比較工具Toolbars顯示或隱藏工具欄，用戶可以自定義工具欄Titles顯示或隱藏各個窗口的標題欄表1-6Desktop菜單項菜單名稱功能CloseAllDocuments關閉所有文檔NextTool下一工具PreviousTool上一工具NextTab下一標簽頁PreviousTab上一標簽頁CommandWindow選定命令窗口為當前活動窗口CommandHistory選定歷史命令窗口為當前活動窗口CurrentFolder選定當前文件夾瀏覽器為當前活動窗口Workspace選定工作空間瀏覽器為當前活動窗口菜單名稱功能ProductHelp顯示產(chǎn)品幫助信息FunctionBrowser函數(shù)速查窗口SubmitaMathworksSupportRequest請求Mathworks技術支持UsingtheDesktop啟動Desktop的幫助窗口UsingtheCommandWindow啟動命令窗口的幫助（動態(tài)顯示當前活動窗口的名稱）WebResources顯示Internet上相關的網(wǎng)絡資源GetProductTrials獲得產(chǎn)品試用CheckforUpdates檢查更新Licensing管理許可Demos調(diào)出MATLAB提供的例程TermsofUse使用條款文件Patents專利信息AboutMatlab顯示關于MATLAB的版本信息等表1-7Window菜單項表1-8Help菜單項2．標題欄MATLAB7.0主界面的標題欄如圖1.12所示，包括常見的文檔操作：新建、打開、剪切、復制、粘貼、撤銷、恢復。用于當前目錄的設置。圖1.12標題欄窗口3．命令窗口命令窗口（CommandWindow）是進行各種MATLAB操作最主要的窗口，如圖1.13所示。圖1.13CommandWindow窗口

在該窗口中可輸入各種MATLAB運作的指令、函數(shù)和表達式，并可顯示除圖形外的所有運算結(jié)果，運行錯誤時還會給出相關的出錯提示。它是操作者與MATLAB交互的主窗口，不僅可以內(nèi)嵌在MATLAB的工作界面，而且還可以以獨立窗口的形式浮動在界面上。只需單擊該窗口右上角的按鈕，就可浮動命令窗口；同樣單擊浮動命令窗口按鈕，就可將其嵌入到工作界面。MATLAB命令窗口中的>>為命令提示符，表示MATLAB處于準備狀態(tài)，早期版本的MATLAB提示符為>>。當在該提示符后輸入正確的運算式后，只需按Enter鍵，命令窗口中就會直接顯示運算結(jié)果。重新輸入命令時，用戶不用輸入整行命令，只需按鍵盤上的↑鍵調(diào)出剛才輸入的命令即可。在命令窗口中輸入命令時，可以不必每輸入一條命令就按Enter鍵執(zhí)行，可以在輸入幾行后一同運行。注意，換行時，只要在按住Shift鍵的同時按Enter鍵即可，否則MATLAB就會執(zhí)行上面輸入的所有語句。但是當需要執(zhí)行的命令條數(shù)過多或者涉及嵌套語句時，這種方式就不太方便了，這時需要用到后面講到的M文件編輯窗口?！纠?-1】命令窗口的操作示例。輸入變量，在命令窗口輸入以下代碼。a=[123;456;789]MATLAB程序運行結(jié)果如下所示。a=1234567894．當前文件夾瀏覽器當前文件夾瀏覽器（CurrentFolder）包含子目錄、M文件、MAT文件和MDL文件等，如圖1.11所示。對于該界面上的M文件，可直接進行復制、編輯和運行。界面上的MAT文件可直接被送入MATLAB工作內(nèi)存，界面上的子目錄可進行Windows平臺的各種標準操作。5．工作空間瀏覽器工作空間瀏覽器（Workspace）是MATLAB用于存儲各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間，如圖1.11所示。它與MATLAB的命令窗口一樣，不僅可以內(nèi)嵌在MATLAB的工作界面，而且還可以以獨立窗口的形式浮動在界面上。該窗口羅列出了MATLAB工作空間中所有的變量名、大小、字節(jié)數(shù)，并可對變量進行觀察、編輯、提取和保存。6．歷史命令窗口歷史命令窗口（CommandHistory）可以內(nèi)嵌在MATLAB的右下部，也可以浮動在主窗口上，如圖1.11所示。該窗口記錄已經(jīng)運作過的指令、函數(shù)、表達式，以及它們運行的日期和時間。該窗中所有指令、文字都允許復制、重運行，以及用于產(chǎn)生M文件。7．捷徑鍵捷徑鍵是指主界面窗口左下角的Start按鈕，它是通往MATLAB所包含的各種組件、模塊庫、圖形用戶界面、幫助分類目錄、演示算例等的捷徑，并可向用戶提供自建快捷操作的環(huán)境，如圖1.14所示。圖1.14捷徑鍵示意圖1.4.2MATLAB搜索路徑

MATLAB的所有文件操作都是在一個被稱為“當前文件夾（CurrentFolder）”的目錄中進行的。MATLAB7.0默認的當前文件夾是D:\programs_files\MATHWORKS_R2009A\bin。MATLAB的早期版本稱該文件夾為當前目錄（CurrentDirectory），新版本有時也習慣這種叫法。在MATLAB環(huán)境中，如果不特別指明存放數(shù)據(jù)和文件的目錄，那么MATLAB總是默認地將它們存放在當前文件夾中。出于對MATLAB可靠運行和用戶方便的考慮，在MATLAB開始工作時，就應把當前文件夾設置成用戶方便的自定義目錄?！纠?-2】把當前文件夾設置成自定義目錄的方法如下所示。在MATLAB操作桌面的右上方或當前文件夾瀏覽器的左上方有一個當前文件夾設置區(qū)，如圖1.15所示。它包括CurrentDirectory和Browseforfolder。用戶在CurrentDirectory中直接輸入待設置的目錄名，或借助Browseforfolder和鼠標選擇待設置目錄即可。圖1.15當前目錄窗口

例如要在D:\programs_files\MATHWORKS_R2009A\bin目錄下添加文件夾mywork，只要按如圖1.16所示進行操作即可。圖1.16添加當前目錄窗口也可以采用在命令窗口中輸入命令的方法設置自定義目錄。在命令窗口提示符>>后輸入如下的命令行即可。>>mkdirC:\UserFolderName%在C盤下創(chuàng)建自定義目錄>>cdC:\UserFolderName%把當前文件夾設置為該自定義目錄MATLAB在工作時需要按照一定的順序從各個目錄中尋找所需要的文件、變量、函數(shù)和數(shù)據(jù)，這個順序稱為搜索路徑。MATLAB事先把需要的目錄按照優(yōu)先級設計成搜索路徑上的節(jié)點，假如用戶在命令提示符>>后輸入符號X，或程序語句中有一個符號X，MATLAB將按下列次序去搜索和識別。（1）在MATLAB內(nèi)存中進行檢查搜索，看X是否為工作空間瀏覽器的變量或特殊常量。如果是，則將其當成變量或特殊常量來處理，不再往下展開搜索；否則，進行下一步判斷。（2）檢查X是否為MATLAB的內(nèi)建函數(shù)（Built-inFunction）。若是，則調(diào)用X這個內(nèi)建函數(shù)；否則，進行下一步判斷。（3）繼續(xù)在當前目錄中搜索是否有名稱為X.m或X.mex的文件。若有，則將X作為文件調(diào)用；否則，進行下一步判斷。（4）繼續(xù)在MATLAB搜索路徑的所有目錄中搜索是否有名稱為“X.m”或“X.mex”的文件。若有，則將X作為文件調(diào)用。（5）上述4步全走完后，如果扔未發(fā)現(xiàn)X這一符號的出處，則MATLAB發(fā)出錯誤信息。可以利用菜單設置搜索路徑：選擇菜單File→SetPath命令，打開SetPath（路徑設置）對話框，從中設置搜索路徑。1.4.3MATLAB變量保存

工作空間瀏覽器（Workspace）也稱為內(nèi)存瀏覽器，是用于存儲各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間，也是MATLAB執(zhí)行命令及調(diào)用變量數(shù)據(jù)的主要窗口。Workspace默認放置于MATLAB操作桌面的右上側(cè)后臺。單擊工作界面右上側(cè)框下方的Workspace窗標，可使工作空間瀏覽器出現(xiàn)在工作界面的前臺。只需單擊該窗口右上角的按鈕，就可出現(xiàn)浮動的工作空間瀏覽器窗口?！癢orkspace”窗口及工具欄各按鈕功能如圖1.11所示。例如，在命令窗口中輸入如下變量：>>x=1:10；>>y=[3469131724253036]；按Enter鍵后，會在Workspace窗口中顯示內(nèi)存變量x和y。選中變量x和y，單擊“繪圖類型菜單引出鍵”按鈕，選擇pie選項，即可顯示圖形，如圖1.17所示。圖1.17Workspace窗口

當退出MATLAB時，工作空間瀏覽器中的變量就會隨之清除。若以后想繼續(xù)使用這些變量，就需要對這些變量進行保存操作。保存變量的方式如下。

（1）保存工作空間瀏覽器中的所有變量的步驟如下。?從主界面窗口或工作空間瀏覽器菜單欄中選擇菜單File→SaveWorkspace命令，彈出SavetoMAT-File對話框。?指定保存路徑和文件名，MATLAB會自動提供.mat擴展名。?單擊“保存”按鈕。

（2）保存工作空間瀏覽器中的部分變量的步驟如下。?從共組空間瀏覽器中選擇變量，按住<Ctrl>鍵的同時用鼠標單擊所要保存的多個變量名。?單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇SaveAs命令，彈出SavetoMAT-File對話框。?指定保存路徑和文件名，MATLAB會自動提供.mat擴展名。?單擊“保存”按鈕。（3）在Workspace中選擇要打開的變量，單擊工具欄中的表格圖標，或者雙擊該變量，即可打開數(shù)組編輯器窗口；也可在命令窗口中使用openvar（變量名）打開此變量名的數(shù)組編輯器窗口。此窗口可以內(nèi)嵌在Workspace空間，也可以浮動在主界面窗口上。它可以像Excel那樣實現(xiàn)數(shù)據(jù)的復制、剪切、粘貼等操作，也可以進行快速繪圖。1.5M文件使用

將MATLAB語句按特定的順序組合在一起就得到MATLAB程序，其文件名的后綴為M，故稱為M文件。Ｍ文件有兩類：Ｍ腳本文件和Ｍ函數(shù)文件。M文件編輯器窗口用來編輯腳本M文件和函數(shù)M文件，它是MATLAB的程序編制窗口。1．建立新的腳本M文件編輯器窗口單擊MATLAB界面工具欄上的按鈕，或者選擇菜單File→New→Script命令，可打開空白的腳本M文件編輯器窗口，也可在命令窗口輸入edit新建腳本M文件編輯器窗口。在此窗口中可以編寫程序，還可將程序進行保存。例如保存名為abc，則在命令窗口中直接輸入abc，按Enter鍵即可。也可通過直接單擊本窗口工具欄中的按鈕保存并運行該程序。2．建立新的函數(shù)M文件編輯器窗口在MATLAB命令窗口中，選擇菜單File→New→Function命令，即可打開函數(shù)M文件編輯器窗口。在此窗口中可以編寫函數(shù)程序，還可將程序進行保存，文件名是默認設置的函數(shù)名。3．打開已存在的M文件編輯器窗口單擊MATLAB界面工具欄上的按鈕，或者選擇菜單File→Open→命令，打開Open對話框，選擇文件，單擊“打開”按鈕，就可打開相應的M文件編輯器窗口；或用鼠標雙擊當前文件夾瀏覽器中的M文件，可直接打開相應的M文件編輯器窗口。4．M文件運行方式M文件有兩種運行方式：在命令窗口直接寫文件名，按Enter鍵；在編輯窗口打開菜單Tools，再單擊Run。M文件保存的路徑一定要在搜索路徑上，否則M文件不能運行。

在Matlab中進行程序設計往往需要運行較多的指令較多，如果將這些指令逐行從鍵盤上輸入非常麻煩，因此，Matlab提供了命令文件來解決這一問題。一組相關指令可以一起填寫到同一個M文件中，從而在運行時一次運行完成，這非常類似與Linux的腳步語言。腳步文件通過工具欄的新建按鈕（或選擇菜單File:New:M-Fil）進入MATLAB的M文件編器窗口，在該窗口可以將自己想要運行的命令按照相應的格式編寫，然后直接進行運行。對于腳本文件來說，即為多條MATLAB語句寫在編輯器中，以擴展名為m的文件保存在某一目錄中，就得到一個腳本文件。下面以一個例子來說明腳本文件的生成。【例1-3】求一個數(shù)是否為素數(shù)的腳本文件，其MATLAB腳本文件的代碼如下。x=input('Pleaseinputanumber:');ifx==1disp('既不是素數(shù)也不是合數(shù)')isSushu=-1;reurn;endisSushu=1;fori=2:x-1ifmod(x,i)==0isSushu=0;endendifisSushudisp([num2str(x)'isaprimenumber'])elsedisp([num2str(x)'isanotprimenumber'])endMATLAB程序運行結(jié)果如下。Pleaseinputanumber:88isanotprimenumber注：文件名與變量名的命名規(guī)則相同，Ｍ文件一般用小寫字母。盡管MATLAB區(qū)分變量名的大小寫，但不區(qū)分文件名的大小寫。M命令文件中的語句可以訪問MATLAB工作空間中的所有變量與數(shù)據(jù)，同時M命令文件中的所有變量都是全局變量，可以被其他的命令文件與函數(shù)文件訪問，并且這些全局變量一直保存在內(nèi)存中,可以用clear來清除這些全局變量。M腳本文件沒有參數(shù)傳遞功能，但Ｍ函數(shù)文件有些功能，所以Ｍ函數(shù)文件用得更為廣泛。Ｍ函數(shù)文件由五部分組成。包括函數(shù)名、輸入變量、輸出變量、H1行、注釋。其書寫格式有嚴格規(guī)定，它必須以function開頭，其格式如下。Function【輸出參數(shù)列表】=函數(shù)名【輸入?yún)?shù)列表】

因為Ｍ函數(shù)必須給輸入?yún)?shù)賦值，所以編寫Ｍ函數(shù)必須在編輯器窗口中進行，而執(zhí)行Ｍ函數(shù)要在指令窗口，并給輸入?yún)?shù)賦值。Ｍ函數(shù)不能像Ｍ腳本文件那樣在編輯器窗口通過Debug:run菜單執(zhí)行。Ｍ函數(shù)可以被其他Ｍ函數(shù)文件或Ｍ腳本文件調(diào)用。為了以后調(diào)用時的方便，文件名最好與函數(shù)名相同且起一個好記的易于以后自己理解的名稱。下面我們同樣舉例來說明函數(shù)文件的編寫?！纠?-4】編寫M函數(shù)實現(xiàn)判斷輸入一個數(shù)是否為素數(shù)。MATLAB代碼的如下。函數(shù)文件：functionisSushu=sushu(x)%sushu判斷一個數(shù)是否是素數(shù)%sushu(x)%輸入：x輸入要判斷的數(shù)%輸出：isSushu0表示不是素數(shù)，1表示是素數(shù),-1表示既不是素數(shù)也不是合數(shù)%ifx==1disp('既不是素數(shù)也不是合數(shù)')isSushu=-1;reurn;endisSushu=1;fori=2:x-1ifmod(x,i)==0isSushu=0;endend則在MATLAB中構(gòu)建如下的腳本文件。x=input('Pleaseinputanumber:');ifsushu(x)disp([num2str(x)'isaprimenumber'])elsedisp([num2str(x)'isanotprimenumber'])end運行上述的腳本文件，則MATLAB的運行結(jié)果如下所示。Pleaseinputanumber:77isaprimenumber

函數(shù)文件與腳本文件的主要區(qū)別在于：函數(shù)文件一般都要帶參數(shù)，都要有返回結(jié)果，而腳本文件沒有參數(shù)與返回結(jié)果；函數(shù)文件的變量是局部變量，運行期間有效，運行完畢就自動被清除，而命令文件的變量是全局變量，執(zhí)行完畢后仍被保存在內(nèi)存中；函數(shù)文件要定義函數(shù)名，且保存該函數(shù)文件的文件名必須是函數(shù)名.m。M函數(shù)文件可以有多個因變量和多個自變量，當有多個因變量時用[]括起來。1.6常用命令

本節(jié)介紹MATLAB中有一些常用的管理命令和函數(shù)、管理變量和工作空間、控制命令窗口、使用文件和工作環(huán)境、啟動和退出MATLAB函數(shù)等。MATLAB提供了許多命令、格式和標點符號，可以用來管理變量、函數(shù)、文件和窗口，還可以設置顯示運算結(jié)果的格式，以及在表達式運算、語句中的不同作用等。下面分類進行說明。1．有關命令行環(huán)境的一些操作（1）簡要列出工作空間變量名，調(diào)用格式如下。

?who：列出環(huán)境中所有變量的名稱；

?whoglobal：列出全局變量的名稱；

?who–filefilename：列出指定文件的變量名稱；

?who…var1var2：列出多個變量的名稱?！纠?-5】顯示窗口中變量的信息MATLAB代碼如下：a=[123;456];whoa

MATLAB程序運行結(jié)果如下所示。Yourvariablesare:a（2）whos詳細列出工作空間變量名，調(diào)用格式如下。

?whos：詳細出環(huán)境中所有變量的屬性；

?whosglobal：詳細列出全局變量的屬性；

?whos–filefilename：詳細列出指定文件的變量屬性；