數(shù)字信號處理軟件方法Matlab課件

MATLAB是什么?用于科學(xué)工程計算的高效率高級語言語言開發(fā)系統(tǒng)適合多學(xué)科、多種工作平臺的功能強大的大型軟件1MATLAB是什么?1MATLAB的主要構(gòu)成編程語言：以矩陣和數(shù)組為基本數(shù)據(jù)單位的編程語言；工作環(huán)境：一系列應(yīng)用工具提供編寫、調(diào)試程序的環(huán)境；圖形處理：包括繪制圖形和創(chuàng)建GUI等。數(shù)學(xué)庫函數(shù)：包含豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)和其他復(fù)雜功能函數(shù)；API：為MATLAB與其它語言編寫的程序進行交互提供接口。MATLAB的主要構(gòu)成編程語言：以矩陣和數(shù)組為基本數(shù)據(jù)單位的MATLAB語言特點（一）：采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和變量對象——矩陣，即數(shù)據(jù)是矩陣元素的數(shù)據(jù)，變量是矩陣變量；在生成矩陣對象時，不要求做明確的維數(shù)說明，有豐富的矩陣處理功能；功能強、易學(xué)易用，還可根據(jù)實際需要擴充功能；一條語句或一個函數(shù)相當于C語言中的一個子程序或一個處理功能；MATLAB還擁有各種實用的軟件，提供了許多通信系統(tǒng)模型，能對系統(tǒng)直接進行仿真；MATLAB語言特點（一）：采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和變量對象——矩陣MATLAB語言特點（二）：用戶可以自己編寫函數(shù)，繪制系統(tǒng)響應(yīng)曲線；MATLAB還具有符號運算功能，直接用符號算式進行演算；MATLAB提供了SIMULINK軟件包，該軟件包提供了通信和控制系統(tǒng)方塊圖的圖形編程形式，這樣利用通信系統(tǒng)方塊圖的圖形對系統(tǒng)直接進行仿真，使得一個很復(fù)雜的系統(tǒng)仿真變得相當容易。MATLAB語言特點（二）：用戶可以自己編寫函數(shù)，繪制系統(tǒng)響MATLAB采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，以矩陣作為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和以矩陣運算為基礎(chǔ)，集科學(xué)計算和圖形可視化為一體。MATLAB是高層次的矩陣/數(shù)組語言，具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z言特性。MATLAB還帶有許多針對不同應(yīng)用所開發(fā)的工具箱（Toolboxs）。5MATLAB語言特點（三）：MATLAB采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，以矩陣作為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和以MATLAB的其他主要特色：面向?qū)ο筇匦裕瑘D形、窗口等都是對象，可以通過屬性改變它們；矩陣自動動態(tài)伸縮，矩陣的階數(shù)幾乎可以任意大（只與虛擬內(nèi)存有關(guān)）；功能強大的圖形處理與數(shù)字計算功能；系統(tǒng)擴充方便，可以隨時向系統(tǒng)增加函數(shù)；可以自己設(shè)計自己需要的工具箱。6MATLAB的其他主要特色：面向?qū)ο筇匦?，圖形、窗口等都是對MATLAB語言重要性MATLAB已成為各種系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理、科學(xué)可視化的標準語言。MATLAB已確認為必須掌握的計算工具，是從理論通向?qū)嶋H的橋梁，是最可信賴的科技資源之一。7MATLAB語言重要性MATLAB已成為各種系統(tǒng)仿真、數(shù)字信MATLAB軟件特點可歸納如下：簡單易學(xué)；代碼短小高效；計算功能非常強大；強大的圖形表達功能；可擴展性能8MATLAB軟件特點可歸納如下：簡單易學(xué)；8MATLAB產(chǎn)品族可以用來進行如下工作：*數(shù)值分析；*數(shù)值和符號計算；*工程與科學(xué)繪圖；*控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真；*數(shù)字圖像處理；*數(shù)字信號處理；*通訊系統(tǒng)設(shè)計與仿真；*財務(wù)與金融工程。9MATLAB產(chǎn)品族可以用來進行如下工作：*數(shù)值分析；9操作桌面的缺省外貌10命令窗口（指令窗）工作空間窗口（瀏覽器）當前路徑（當前目錄）窗口命令歷史窗口（歷史指令窗）操作桌面的缺省外貌10命令窗口（指令窗）通用操作界面命令窗口（指令窗）（CommandWindow)工作空間窗口（瀏覽器）（WorkspaceBrowser）命令歷史窗口（歷史指令窗）（CommandHistory)當前路徑（當前目錄）窗口（CurrentDirectoryBrowser)內(nèi)存數(shù)組編輯器（ArrayEditor）M文件編輯/調(diào)試器（Editor/Debugger）幫助導(dǎo)航/瀏覽器（HelpNavigator/Browser）圖形窗口（Figure）11通用操作界面命令窗口（指令窗）（CommandWindow數(shù)值、變量和表達式（一）數(shù)值的記述（二）變量命名規(guī)則（三）MATLAB默認的預(yù)定義變量（四）運算符和表達式（五）復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)矩陣12數(shù)值、變量和表達式（一）數(shù)值的記述12（一

）數(shù)值的記述采用習(xí)慣的十進制表示，可帶小數(shù)點或負號。以下記述都合法。3-990.0019.4561.3e-34.5e3313（一

）數(shù)值的記述采用習(xí)慣的十進制表示，可帶小數(shù)點或負號。以（二

）變量命名規(guī)則變量名、函數(shù)名是對字母大小寫敏感的。Myvar

myvar

MyVar

MyVarSin

SIN

sin變量名的第一個字符必須是英文字母，最多可包含31個字符（英文、數(shù)字和下連符）。myvar201變量名中不得包含空格、標點，但可包含下連符。my_var_201（對）my,var201（錯）14（二

）變量命名規(guī)則變量名、函數(shù)名是對字母大小寫敏感的。14（三）MATLAB默認的預(yù)定義變量每當MATLAB啟動時，預(yù)定義變量（Predefinedvariable）就被產(chǎn)生。15建議：不要對預(yù)定義變量名重新賦值，以免產(chǎn)生混淆。（三）MATLAB默認的預(yù)定義變量每當MATLAB啟動時，預(yù)（四

）運算符和表達式經(jīng)典教科書上的算術(shù)運算符在MATLAB中的表達方式。16（四

）運算符和表達式經(jīng)典教科書上的算術(shù)運算符在MATLABMATLAB書寫表達式的規(guī)則：表達式由變量名、運算符和函數(shù)名組成。表達式將按與常規(guī)相同的優(yōu)先級自左至右執(zhí)行運算。優(yōu)先級的規(guī)定是：指數(shù)運算級別最高，乘除運算次之，加減運算級別最低。括號可以改變運算的次序。書寫表達式時，賦值符“=”和運算符兩側(cè)允許有空格，以增加可讀性。17MATLAB書寫表達式的規(guī)則：表達式由變量名、運算符和函數(shù)名（五）復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)矩陣MATLAB把復(fù)數(shù)作為一個整體處理，虛數(shù)單位用自定義變量i或j表示。復(fù)數(shù)z=a+bi=reiθ直角坐標表示和極坐標表示之間轉(zhuǎn)換的MATLAB指令如下：real(z)z的實部a=rcosθimag(z)z的虛部b=rsinθabs(z)z的模r=√(a2+b2)angle(z)z的相角θ=arctg(b/a)MATLAB的矩陣元素允許是復(fù)數(shù)、復(fù)變量和由它們組成的表達式。18（五）復(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)矩陣MATLAB把復(fù)數(shù)作為一個整體處理，虛數(shù)經(jīng)典教科書的直角坐標表示法z1=3+4i采用運算符構(gòu)成的直角坐標表示法和極坐標表示法z2=1+2*iz3=2*exp(i*pi/6)z=z1*z2/z319經(jīng)典教科書的直角坐標表示法19指令行中的標點符號20指令行中的標點符號20例：a=10*2;b=a+5,c=a*b;d=c+a,A=[123;456;789]B=[1,234,5,6789]C=[1;2;3]21例：a=10*2;b=a+5,c=a*b;d=c+a,21命令窗口的常用控制指令22命令窗口的常用控制指令22命令窗口中指令行的編輯為方便操作，MATLAB不但允許用戶在指令窗中對輸入指令進行各種編輯和運行，而且允許用戶對已經(jīng)輸入的指令進行回調(diào)、編輯和重運行。23命令窗口中指令行的編輯為方便操作，MATLAB不但允許用戶在WorkspaceBrowser和ArrayEditor一、WorkspaceBrowser工作空間窗口簡介列出數(shù)據(jù)的變量信息，包括變量名、變量數(shù)組大?。ǔ叽纾?、變量字節(jié)大小和變量類型?；竟ぷ骺臻g或簡稱為工作空間（Workspace）

MATLAB在進行運算時，將變量存儲在內(nèi)存中，這些存儲變量的內(nèi)存空間稱為基本工作空間，簡稱工作空間。暫時（臨時）工作空間：每當MATLAB在調(diào)用執(zhí)行某一函數(shù)時，即進入該函數(shù)的暫時工作空間（可視為基本工作空間的下層空間），函數(shù)在此空間進行運算，而不影響到基本空間內(nèi)的變量，當函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，MATLAB會同時刪除函數(shù)的暫時工作空間，并回到基本空間。24WorkspaceBrowser和ArrayEditor二、內(nèi)存變量查閱、刪除的指令操作法在指令窗中運用who,whos查閱MATLAB內(nèi)存變量。who命令：查看現(xiàn)存于基本空間的變量whos命令：詳細查看現(xiàn)存于基本空間的變量在指令窗中運用clear指令可以刪除內(nèi)存（工作空間內(nèi)）的某一或所有變量如：clearA,clearall25二、內(nèi)存變量查閱、刪除的指令操作法在指令窗中運用who,wCommandHistory命令歷史窗口歷史指令窗記錄著用戶在MATLAB指令窗中所輸入過的所有指令。歷史記錄包括：每次開啟MATLAB的時間，每次開啟MATLAB后在指令窗中運行過的所有指令。歷史指令窗具有多種應(yīng)用功能：單行或多行指令的復(fù)制和運行、生成M文件等。26CommandHistory命令歷史窗口歷史指令窗記錄著用CurrentDirectory、路徑設(shè)置器CurrentDirectory當前路徑窗口簡介一用戶目錄和當前目錄設(shè)置二借助當前路徑窗口獲取M和MAT文件信息

MATLAB的搜索路徑和路徑設(shè)置器搜索路徑27CurrentDirectory、路徑設(shè)置器Current在matlab提示符下輸入x，matlab解釋器將按照以下步驟處理：1檢查x是否為一個變量。2檢查x是否為一個內(nèi)部函數(shù)。3檢查當前文件夾下是否存在x.dll,x.mex,x.m依次執(zhí)行。4檢查matlab搜索目錄下是否存在x.dll,x.mex,x.m,依次執(zhí)行path(‘c:\hello’,path);28在matlab提示符下輸入x，matlab解釋器將按照以下步Editor/DebuggerM文件編輯器簡介M文件編輯器不僅可以編輯M文件，而且可以對M文件進行交互式調(diào)試；不僅可處理帶.m擴展名的文件，而且可閱讀和編輯其他ASCII碼文件。M編輯器的啟動方法29Editor/DebuggerM文件編輯器簡介M文件編輯器M腳本文件編寫初步所謂M腳本文件是指：該文件中的指令形式和前后位置，與解決同一個問題時在命令窗中輸入的那組指令沒有任何區(qū)別。MATLAB在運行這個腳本時，只是簡單地從文件中讀取一條條指令，送到MATLAB中去執(zhí)行。與在指令窗中直接運行命令一樣，腳本文件運行產(chǎn)生的變量都駐留在MATLAB基本工作空間中。文件擴展名是“.m”。30M腳本文件編寫初步所謂M腳本文件是指：30M腳本文件編寫初步所謂M腳本文件是指：該文件中的指令形式和前后位置，與解決同一個問題時在命令窗中輸入的那組指令沒有任何區(qū)別。MATLAB在運行這個腳本時，只是簡單地從文件中讀取一條條指令，送到MATLAB中去執(zhí)行。與在指令窗中直接運行命令一樣，腳本文件運行產(chǎn)生的變量都駐留在MATLAB基本工作空間中。文件擴展名是“.m”。31M腳本文件編寫初步所謂M腳本文件是指：31幫助系統(tǒng)幫助方式概述一“純文本”幫助二

“導(dǎo)航/瀏覽器交互界面”幫助三

PDF幫助四

其他幫助HelpNavigator/Browser幫助導(dǎo)航/瀏覽器簡介一Contents幫助文件目錄窗二

Index幫助索引窗三

Search搜索窗四

Favorites書簽窗32幫助系統(tǒng)幫助方式概述32思考：一、指令clear,clf,clc各有什么用處？二、在MATLAB指令表達式中，標點符號“空格”和“逗號”各有什么作用？在哪些情況下，兩者的作用相同？在哪些情況下，兩者的作用不同？舉例說明。33思考：一、指令clear,clf,clc各有什么用處？33MATLAB編程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)數(shù)值、比較和邏輯計算符號計算M文件——腳本和函數(shù)MATLAB繪圖34MATLAB編程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)34MATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)35MATLAB定義了數(shù)值、字符、邏輯、符號和函數(shù)指針等多種數(shù)據(jù)類型MATLAB定義了矩陣、數(shù)組、單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)函數(shù)是MATLAB的基本功能單元，調(diào)用方式為

函數(shù)名（參數(shù)1，參數(shù)2，…）MATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)35MATMATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算36MATLAB的數(shù)值運算MATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算36MATLABMATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算37MATLAB中的關(guān)系運算符MATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算37MATLABMATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算38MATLAB的邏輯運算MATLAB編程基礎(chǔ)——數(shù)值、比較和邏輯計算38MATLABMATLAB編程基礎(chǔ)——符號計算數(shù)值法描述信號是工程專業(yè)的基礎(chǔ)，符號方法描述信號的優(yōu)點：理論性強，簡單直觀符號變量的定義：

var=sym(str)或symsvar1var2…符號表達式到數(shù)值變量的轉(zhuǎn)換：

subs(f,x,y) %用y替換掉表達式f中x39MATLAB編程基礎(chǔ)——符號計算數(shù)值法描述信號是工程專業(yè)的基MATLAB編程基礎(chǔ)——M文件（腳本和函數(shù)）MATLAB使用M語言進行編程(解釋性語言)M語言文件其文件的擴展名為.m（腳本和函數(shù)）函數(shù)主要有兩類，a內(nèi)建(Build-in)函數(shù)，各類工具箱。b自己開發(fā)的函數(shù)（文件名為*.m或*.mex)運行meditor的方法：>>edit或“File”菜單中“New”子菜單40MATLAB編程基礎(chǔ)——M文件（腳本和函數(shù)）MATLAB腳本文件腳本文件是指：該文件中的指令形式和前后位置，與解決同一個問題時在命令窗中輸入的那組指令沒有任何區(qū)別。MATLAB在運行這個腳本時，只是簡單地從文件中讀取一條條指令，送到MATLAB中去執(zhí)行。與在指令窗中直接運行命令一樣，腳本文件運行產(chǎn)生的變量都駐留在MATLAB基本工作空間中。文件擴展名是“.m”。41腳本文件腳本文件是指：4142meditor的運行界面

42meditor的運行界面流程控制選擇結(jié)構(gòu)當人們判斷某一條件是否滿足，根據(jù)判斷的結(jié)果來選擇不同的解決問題的方法時，就需要使用選擇結(jié)構(gòu)。和C語言類似，MATLAB的條件判斷可以使用if語句或者switch語句。循環(huán)結(jié)構(gòu)在解決很多問題的時候需要使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，例如求解數(shù)列的和或者進行某種迭代法求解數(shù)值方程時，都需要循環(huán)結(jié)構(gòu)配合完成計算。在MATLAB中包含兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)，一種是循環(huán)次數(shù)不確定的while循環(huán)，而另一種是循環(huán)次數(shù)確定的for循環(huán)。43流程控制選擇結(jié)構(gòu)43提高運算性能M語言和其他的高級語言不同，由于采用了解釋型語言，所以M語言的執(zhí)行效率肯定低于編譯型語言(例如C語言)。然而，隨著MATLAB版本的不斷升級，再加之合理利用MATLAB向量運算等特點可以較大幅度地提高M語言代碼的執(zhí)行效率。在本小節(jié)結(jié)合一些具體的例子來講述M語言編程以及MATLAB軟件本身在提高程序執(zhí)行效率方面的一些特性。44提高運算性能M語言和其他的高級語言不同，由于采用了解釋型語言45

1．向量化運算首先，希望牢記這樣一點，MATLAB最初的目的是提供便利的矩陣數(shù)據(jù)操作能力。所以在大多數(shù)的應(yīng)用程序中，不要使用循環(huán)結(jié)構(gòu)操作矩陣的元素，應(yīng)直接使用矩陣元素的索引或者矩陣運算的函數(shù)，這樣做不僅能夠提高代碼的執(zhí)行效率，而且還能夠提高程序的可讀性，這就是所謂的向量化的運算，也就是說，盡量將使用while循環(huán)或者for循環(huán)的語句結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成等價的向量或者矩陣運算，以提高程序的運算速度。451．向量化運算46例子向量化運算——array_vs_loops.m。001 Mass=rand(5,10000);002 Length=rand(5,10000);003 Width=rand(5,10000);004 Height=rand(5,10000);005 006 [rows,cols]=size(Mass);007 008 disp([char(10),‘使用數(shù)組運算：’])%char(10)回車009 tic%t1=cputime010 Density=Mass./(Length.*Width.*Height);011 toc%t2=cputime012013 disp([char(10),'使用循環(huán)結(jié)構(gòu)：'])%sprintf('%s\n','使用嗎','sd')014 tic;015 forI=1:rows016 forJ=1:cols017 Density(I)=Mass(I,J)/(Length(I,J)*Width(I,J)*Height(I,J));018 end019 end020 toc

例子比較了循環(huán)結(jié)構(gòu)和數(shù)組運算的執(zhí)行效率，程序中分別在010行使用數(shù)組運算和在015～019行使用循環(huán)結(jié)構(gòu)完成了同樣的工作。程序的運行結(jié)果如下：>>array_vs_loops使用數(shù)組運算：elapsed_time= 0使用循環(huán)結(jié)構(gòu)：elapsed_time= 0.010046例子向量化運算——array_vs_loops.m47

2．預(yù)分配存儲空間另外一種能夠提高運算效率的方法就是進行內(nèi)存變量存儲空間的預(yù)分配，首先察看例子。

例子內(nèi)存預(yù)分配的例子——pre_allocate.m。001 disp([char(10),'使用內(nèi)存預(yù)分配：'])002 pre_allo=zeros(10000,1);003 tic;004 forI=1:10000005 pre_allo(I)=rand(1);006 end007 toc008 009 disp([char(10),'不使用內(nèi)存預(yù)分配：'])010 tic;011 forJ=1:10000012 not_pre_allo(J)=rand(1);013 end014 toc例子的執(zhí)行結(jié)果如下：>>pre_allocate使用內(nèi)存預(yù)分配：elapsed_time= 0.0900不使用內(nèi)存預(yù)分配:elapsed_time= 0.3410472．預(yù)分配存儲空間例子內(nèi)存預(yù)分48

上面兩種不同的運算惟一的區(qū)別就是程序002行，執(zhí)行這行語句之后，MATLAB自動分配了10000個連續(xù)的內(nèi)存空間用于存儲數(shù)據(jù)，MATLAB將一次創(chuàng)建足夠的存儲空間，然后依次賦值。而后者not_pre_alloc變量沒有進行相應(yīng)的操作，所以帶來了兩次運算結(jié)果的不同。在不使用內(nèi)存預(yù)分配的運算中，MATLAB是如何進行操作的呢？當I=1時，MATLAB將使用一小塊長度為一個單元大小的內(nèi)存保存一位隨機數(shù)。當I=2時，MATLAB尋找一塊兩單元大小的內(nèi)存區(qū)，一個單元放第一個隨機數(shù)，第二個放另外一個隨機數(shù)。當I=10000時，MATLAB尋找一塊容納10000單元的內(nèi)存區(qū)存放以前的9999個隨機數(shù)，同時把最新的一個隨機數(shù)加入進去。代碼運行的結(jié)果造成了存儲空間的浪費，降低了程序的執(zhí)行速度。所以，在編寫M語言程序的時候需要盡量使用內(nèi)存的預(yù)分配，而少使用或者不使用數(shù)組內(nèi)存空間的自動擴充方式。

…48上面兩種不同的運算惟一的區(qū)別就是程序00M文件調(diào)試M語言文件的編輯器——meditor不僅僅是一個文件編輯器，同時還是一個可視化的調(diào)試開發(fā)環(huán)境。在M文件編輯器中可以對M腳本文件、函數(shù)文件進行調(diào)試，以排查程序的錯誤。M文件的調(diào)試不僅可以在文件編輯器中進行，而且還可以在命令行中結(jié)合具體的命令進行，但是過程相對麻煩一些，所以重點講述在M文件編輯器中進行可視化調(diào)試的過程。一般地來說，應(yīng)用程序的錯誤有兩類，一類是語法錯誤，另外一類是運行時的錯誤。其中，語法錯誤包括了詞法或者文法的錯誤，例如函數(shù)名稱的拼寫錯誤等。而運行時的錯誤是指那些程序運行過程中得到的結(jié)果不是用戶需要的情況。但是，由于M文件是一種解釋型語言，語法錯誤和運行時的錯誤都只有在運行過程中才能發(fā)現(xiàn)，所以程序的調(diào)試往往是在程序無法得到正確結(jié)果時進行程序修正的惟一手段。49

M文件調(diào)試M語言文件的編輯器——meditor不僅M語言的斷點（Breakpoints）為了能夠有效地處理各種情況，M語言的斷點類型除了類似C語言的用戶定義的斷點外，還有幾種自動斷點，分別為*StopifError。*StopifWarning。*StopifNaNorInf。*StopifAllErrors。這些自動斷點可以在程序中設(shè)置，當程序運行過程中發(fā)生了錯誤或者警告，則程序運行中斷，進入調(diào)試狀態(tài)50M語言的斷點（Breakpoints）M文件編輯器的Breakpoints菜單51M文件編輯器的Breakpoints菜單51調(diào)試程序的按鈕52調(diào)試程序的按鈕52函數(shù)文件M函數(shù)文件和腳本文件不同，函數(shù)文件不僅有自己特殊的文件格式，不同的函數(shù)還分別具有自己的工作空間。同其他高級語言類似，M函數(shù)文件也有局部變量和全局變量。53函數(shù)文件M函數(shù)文件和腳本文件不同，函數(shù)文件不僅有自己54例子函數(shù)文件示例——average.m。001 functiony=average(x)002 %AVERAGE求向量元素的均值003 %語法：004 %Y=average(X)005 %其中，X是向量,Y為計算得到向量元素的均值006 %若輸入?yún)?shù)為非向量則出錯007 008 009 [m,n]=size(x);010 %判斷輸入?yún)?shù)是否為向量011 if(~((m==1)|(n==1))|(m==1&n==1))012 %若輸入?yún)?shù)不是向量，則出錯013 error('Inputmustbeavector')014 end015 %計算向量元素的均值016 y=sum(x)/length(x);在MATLAB命令行中，鍵入下面的指令運行例子的代碼：>>z=1:99;>>y=average(z)y=5054例子函數(shù)文件示例——average.m。在MATLAB函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)*函數(shù)定義行*在線幫助*注釋行*M語言代碼55例子函數(shù)文件示例——average.m。001 functiony=average(x)002 %AVERAGE求向量元素的均值003 %語法：004 %Y=average(X)005 %其中，X是向量,Y為計算得到向量元素的均值006 %若輸入?yún)?shù)為非向量則出錯007 008 009 [m,n]=size(x);010 %判斷輸入?yún)?shù)是否為向量011 if(~((m==1)|(n==1))|(m==1&n==1))012 %若輸入?yún)?shù)不是向量，則出錯013 error('Inputmustbeavector')014 end015 %計算向量元素的均值016 y=sum(x)/length(x);函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)*函數(shù)定義行55例子函數(shù)文件示例——av函數(shù)定義行這一行代碼中包括關(guān)鍵字function、函數(shù)輸出參數(shù)y、函數(shù)的名稱average和函數(shù)的輸入?yún)?shù)x。需要注意的是函數(shù)的名稱，函數(shù)的名稱定義要求必須以字符開頭，后面可以用字符、數(shù)字和下劃線的組合構(gòu)成函數(shù)名稱。MATLAB對函數(shù)名稱的長度有限定，讀者可以在自己的MATLAB中，通過執(zhí)行namelengthmax函數(shù)獲取相應(yīng)的數(shù)值。假設(shè)該函數(shù)返回的數(shù)值為N，若函數(shù)的名稱長度超過了N，則MATLAB使用函數(shù)名稱的前N個字符作為函數(shù)名稱。一般推薦將函數(shù)名稱用小寫的英文字符表示，同時函數(shù)的M文件名稱最好和函數(shù)名稱保持一致，若文件名稱和函數(shù)名稱不一致，則調(diào)用函數(shù)的時候需要使用文件名稱而非函數(shù)名稱。

56函數(shù)定義行這一行代碼中包括關(guān)鍵字function、函數(shù)輸出函數(shù)注釋行M函數(shù)文件的在線幫助為緊隨在函數(shù)定義行的注釋行。在例子中，average函數(shù)的在線幫助為002～006行的注釋行。若在MATLAB命令行中鍵入下面的指令：

>>helpaverage(average是文件名）在MATLAB的命令窗口中就會出現(xiàn)：57AVERAGE求向量元素的均值語法：

Y=average(X)

其中，X是向量，Y為計算得到向量元素的均值 若輸入?yún)?shù)為非向量則出錯函數(shù)注釋行M函數(shù)文件的在線幫助為緊隨在函數(shù)定義行的注釋行。58

其中，在線幫助中比較重要而且特殊的是在線幫助的第一行，在MATLAB中將這行注釋稱為H1幫助行，它是在線幫助的第一行，若使用lookfor函數(shù)查詢函數(shù)時，僅查詢并顯示函數(shù)的H1幫助行，例如，在MATLAB命令行中鍵入下面的指令：

>>lookforaverage在MATLAB的命令窗口中就會出現(xiàn)：AVERAGE求向量元素的均值MEANAverageormeanvalue.

由于H1幫助行的特殊作用，所以在用戶自己定義M函數(shù)文件時，一定要編寫相應(yīng)的H1幫助行，對函數(shù)進行簡明、扼要的說明或者解釋。例子的010、012、015行代碼分別是程序具體的注釋行，這些注釋行不會顯示在在線幫助中，主要原因就是這些注釋行沒有緊隨在H1幫助行的后面，從010行開始一直到文件的結(jié)尾都是M函數(shù)文件的代碼行，這些代碼行需要完成具體的算法，實現(xiàn)用戶的具體功能。代碼行就是用戶開發(fā)的算法M語言的實現(xiàn)。58其中，在線幫助中比較重要而且特殊的是在線幫助的第子函數(shù)和私有函數(shù)同一個M函數(shù)文件中可以包含多個函數(shù)。如果在同一個M函數(shù)文件中包含了多個函數(shù)，那么將出現(xiàn)在文件中的第一個M函數(shù)稱為主函數(shù)(primaryfunction)，其余的函數(shù)稱為子函數(shù)(subfunction)。M函數(shù)文件的名稱一般與主函數(shù)的名稱保持一致，其他函數(shù)都必須按照函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)來書寫，每一個函數(shù)的開始都是函數(shù)定義行，函數(shù)的結(jié)尾是另一個函數(shù)的定義行的開始或者整個M文件的結(jié)尾(最后一個子函數(shù)的結(jié)尾就是文件結(jié)束符)。不過，子函數(shù)不像主函數(shù)，一般子函數(shù)沒有在線幫助，子函數(shù)的作用范圍有限，它只能被那些在定義子函數(shù)的M文件中定義的函數(shù)(包括主函數(shù)和其他子函數(shù))調(diào)用，不能被其他M文件定義的函數(shù)調(diào)用。59子函數(shù)和私有函數(shù)同一個M函數(shù)文件中可以包含多個函數(shù)。如果在同私有函數(shù)在MATLAB中有一類函數(shù)被稱為私有函數(shù)，這類函數(shù)被放置在名稱為private的子目錄中。每一個函數(shù)文件都是標準的M語言函數(shù)文件，沒有特殊的關(guān)鍵字。但是，這些函數(shù)僅能被那些位于private子目錄的上一層目錄中的函數(shù)調(diào)用。例如，假設(shè)在MATLAB的搜索路徑中包含路徑\ProjectA，那么所有位于\ProjectA\private路徑下的函數(shù)，只能在其上一層路徑\Projec