第3章matlab與excel數(shù)據(jù)連結(jié)及繪圖

金融數(shù)值計(jì)算與應(yīng)用軟件

--MATLAB王輝中央財(cái)經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院E-mail：Tel：第3章MATLAB與Excel數(shù)據(jù)連接及繪圖3.1MATLAB與Excel數(shù)據(jù)連接3.1.1MATLAB和Excel的接口安裝：.ExcelLink的安裝和和設(shè)置ExcelLink的設(shè)置

啟動(dòng)Excel，選擇菜單“工具”項(xiàng)下的“加載宏”項(xiàng)，彈出如下對(duì)話框若該項(xiàng)不存在，則通過(guò)瀏覽目錄，在目錄

MATLAB/toolbox/exlink下找到

excllink.xla文件在Excel中多了一個(gè)ExcelLink工具條，如下圖示:3.1.2.ExcelLink管理函數(shù)

手動(dòng)啟動(dòng)matlab

要不想在每次啟動(dòng)時(shí)都啟動(dòng)matlab，則可以在電子表格中或函數(shù)輸入框中輸入以下命令=MLAutoStart(“no”)手動(dòng)啟動(dòng)matlab(1)在excel電子表格中輸入命令=MLOpen()(2)利用excel的宏工具，在宏對(duì)話框中輸入Matlabinit，然后單擊執(zhí)行按鈕。

(3)按左上按鈕"startmatlab"。1、ExcelLink連接管理函數(shù)

(1)Matlabinit

該函數(shù)只能在宏子例程中使用。初始化ExcelLink和啟動(dòng)Matlab進(jìn)程。只有在MLAutoStart函數(shù)中使用“no”參數(shù)，才需要手動(dòng)使用Matlabinit來(lái)初始化ExcelLink和啟動(dòng)Matlab進(jìn)程，

如果使用參數(shù)“yes”，則Matlabinit是自動(dòng)執(zhí)行的。

使用語(yǔ)法：Matlabinit

(2)MLAutoStart設(shè)置自動(dòng)啟動(dòng)Matlab和ExcelLink。

在工作表中的使用語(yǔ)法：

MLAutoStart("yes")

MLAutoStart("no")

使用“yes”參數(shù)，則當(dāng)Excel啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)Matlab和ExcelLink；如果使用參數(shù)“no”，則當(dāng)Excel啟動(dòng)時(shí)，不啟動(dòng)Matlab和ExcelLink。如果在此之前它們已經(jīng)啟動(dòng)，則無(wú)任何影響。

(3)MLClose終止Matlab進(jìn)程并刪除Matlab工作空間的所有變量。并通知Excel，Matlab不再運(yùn)行。

在工作表中的使用語(yǔ)法：

MLClose（）

在宏中的使用語(yǔ)法：

MLClose

(4)MLOpen—啟動(dòng)Matlab進(jìn)程如果Matlab進(jìn)程已經(jīng)啟動(dòng)，則MLOpen函數(shù)不進(jìn)行任何操作。在使用MLClose關(guān)閉Matlab進(jìn)程后使用MLOpen來(lái)重新啟動(dòng)Matlab。

在工作表中的使用語(yǔ)法：

MLOpen（）

在宏中的使用語(yǔ)法：

MLOpen

(3)MLClose終止Matlab進(jìn)程并刪除Matlab工作空間的所有變量。并通知Excel，Matlab不再運(yùn)行。

在工作表中的使用語(yǔ)法：

MLClose（）

在宏中的使用語(yǔ)法：

MLClose

Excel時(shí)間與Matlab的轉(zhuǎn)換EXCEL的默認(rèn)日期數(shù)開(kāi)始與1900年1月1日，而MATLAB的日期數(shù)開(kāi)始于0000年1月1日。如果用戶使用MATLAB中的日期數(shù)計(jì)算,常數(shù)693960起關(guān)鍵作用:EXCEL日期數(shù)加上它進(jìn)入MATLAB,或從MATLAB日期數(shù)中減去它進(jìn)入EXCEL

2、ExcelLink數(shù)據(jù)管理函數(shù)

(1)matlabfcn

根據(jù)給定的Excel數(shù)據(jù)執(zhí)行Matlab命令。

在工作表中使用時(shí)的語(yǔ)法：

matlabfcn(command，inputs)=matlabfcn(“sum”,B3:B10)；把從B3到B10的單元格中數(shù)據(jù)相加例：在Matlab中生成12維均勻隨機(jī)向量aa，利用matlabfcn在Excel中求其分量之和。(2)Matlabsub根據(jù)給定的Excel數(shù)據(jù)執(zhí)行Matlab命令，并將結(jié)果返回到指定的單元格中。

在工作表中的使用語(yǔ)法：

matlabsub（command，edat，inputs）

例如：=matlabsub（”sum”，”A1”，B1:B10）；把工作表中從單元格B1到B10的數(shù)據(jù)相加，并將結(jié)果返回到單元格A1中。

注意：edat指定的位置不能包含matlabsub所在的位置。

(3)MLAppendMatrix將Excel工作表中的數(shù)據(jù)追加到Matlab中指定的矩陣中如果該矩陣不存在，則創(chuàng)建矩陣。

在工作表中使用的語(yǔ)法：

MLAppendMatrix(var_name，mdat)注意要追加的數(shù)據(jù)維數(shù)要和原矩陣中的維數(shù)相匹配，否則出錯(cuò)

假設(shè)matlab中，矩陣a是個(gè)2行3列的矩陣，如下圖:

將Excel表中A1：A2中的數(shù)據(jù)追加到矩陣后，如下圖示成為矩陣的第四列，如下圖示

(4)MLDeleteMatrix

刪除Matlab空間中指定的矩陣

在工作表中使用的語(yǔ)法：

MLDeleteMatrix（var_name）；Var_name，是要?jiǎng)h除的矩陣名，如果矩陣名在引號(hào)內(nèi)“var_name”的形式，則直接指定變量名，如果var_name不用引號(hào)引起來(lái)，則通過(guò)計(jì)算獲得實(shí)際矩陣的名字。

例如，單元格B1中的內(nèi)容為a，MLDeleteMatrix（B1），則表示刪除Matlab工作空間的矩陣a，它等價(jià)于MLDeleteMatrix（”a”）4.xlswrite與xlsread

MATLAB提供的函數(shù)xlswrite，具有將MATLAB中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入EXCEL的功能。MATLAB提供的函數(shù)xlsread，具有將EXCEL中的數(shù)據(jù)讀入MATLAB的功能。xlswrite的調(diào)用方式

xlswrite('filename',M)xlswrite('filename',M,sheet)xlswrite('filename',M,'range')xlswrite('filename',M,sheet,'range')xlswrite的輸入?yún)?shù)filename%EXCEL文件名M%MATLAB工作空間中的大小為m×n的數(shù)組，該數(shù)組可以是字符型的，數(shù)值型的也可以是單元數(shù)組，其中m<65536且n<256sheet%EXCEL中的工作簿range%EXCEL工作簿中的數(shù)據(jù)區(qū)域例如：將一個(gè)向量寫(xiě)入EXCEL文件v.xls，在MATLAB中執(zhí)行如下命令：xlswrite('v',[15-83.90])例3.1.1把元胞數(shù)組d={'Time','Temp';1298;1399;1497}寫(xiě)入到EXCEL文件m.xls的一個(gè)規(guī)定的工作簿當(dāng)中。答案見(jiàn)ex3_1_1.mxlsread的調(diào)用方式

num=xlsread(filename)num=xlsread(filename,-1)num=xlsread(filename,sheet)num=xlsread(filename,'range')num=xlsread(filename,sheet,'range')[num,txt]=xlsread(filename,sheet,'range')xlsread的輸入與輸出參數(shù)輸入?yún)?shù)：

filename%EXCEL文件名

sheet%EXCEL中的工作簿名

range%EXCEL工作簿中的數(shù)據(jù)區(qū)域輸出參數(shù)：

num%讀入Excel文件數(shù)據(jù)

txt%保存文本內(nèi)容

例3.1.2將m.xls復(fù)制到matlab當(dāng)前工作目錄下，并在matlab命令窗口輸入以下命令：答案見(jiàn)ex3_1_2.m3.2MATLAB繪圖

3.2.1二維數(shù)據(jù)曲線圖1、繪制單根二維曲線plot函數(shù)最簡(jiǎn)單的調(diào)用格式是只包含一個(gè)輸入?yún)?shù)：plot(x)在這種情況下，當(dāng)x是實(shí)向量時(shí)，以該向量元素的下標(biāo)為橫坐標(biāo)，元素值為縱坐標(biāo)畫(huà)出一條連續(xù)曲線，這實(shí)際上是繪制折線圖。plot函數(shù)的基本調(diào)用格式為：

plot(x,y)

其中x和y為長(zhǎng)度相同的向量，分別用于存儲(chǔ)x坐標(biāo)和y坐標(biāo)數(shù)據(jù)。二維繪圖的例子例3.2.1在0≤x≤2

區(qū)間內(nèi)，繪制曲線

y=2e-0.5xcos(4πx)答案見(jiàn)ex3_2_1.m例3.2.2假如你的帳戶中有一筆10年的$1000存款，年利率為r,那么10年后你的錢數(shù)與利率的關(guān)系是,畫(huà)出該函數(shù)的圖像。答案見(jiàn)ex3_2_2.m

1、當(dāng)x,y是同維矩陣時(shí)，則以x,y對(duì)應(yīng)列元素為橫、縱坐標(biāo)分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。

2、對(duì)只包含一個(gè)輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)，當(dāng)輸入?yún)?shù)是實(shí)矩陣時(shí)，按列繪制每列元素值相對(duì)其下標(biāo)的曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。3、當(dāng)輸入?yún)?shù)是復(fù)數(shù)矩陣時(shí)，則按列分別以元素實(shí)部和虛部為橫、縱坐標(biāo)繪制多條曲線。2、繪制多根二維曲線plot函數(shù)的輸入?yún)?shù)是矩陣形式例3.2.3畫(huà)出S&P從2008年1月到2008年10.20開(kāi)盤(pán)價(jià)、最高價(jià)、最低價(jià)和收盤(pán)價(jià)的時(shí)間圖。

(1)橫坐標(biāo)是觀測(cè)個(gè)數(shù)，縱坐標(biāo)是價(jià)格，將四種價(jià)格畫(huà)在一幅圖中（2）橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是價(jià)格，將四種價(jià)格畫(huà)在一幅圖中（3）橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是價(jià)格，畫(huà)出其收盤(pán)價(jià)的時(shí)間圖答案見(jiàn)ex3_2_3.m

調(diào)用格式為：plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)(1)當(dāng)輸入?yún)?shù)都為向量時(shí)，x1和y1，x2和y2，…，xn和yn分別組成一組向量對(duì)，每一組向量對(duì)的長(zhǎng)度可以不同。(2)當(dāng)輸入?yún)?shù)有矩陣形式時(shí)，配對(duì)的x,y按對(duì)應(yīng)列元素為橫、縱坐標(biāo)分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)。含多個(gè)輸入?yún)?shù)的plot函數(shù)例3.2.4分析下列程序繪制的曲線。x1=linspace(0,2*pi,100);x2=linspace(0,3*pi,100);x3=linspace(0,4*pi,100);y1=sin(x1);y2=1+sin(x2);y3=2+sin(x3);x=[x1;x2;x3]';y=[y1;y2;y3]';plot(x,y,x1,y1-1)

具有兩個(gè)縱坐標(biāo)標(biāo)度的圖形

調(diào)用格式為：

plotyy(x1,y1,x2,y2)其中x1,y1對(duì)應(yīng)一條曲線，x2,y2對(duì)應(yīng)另一條曲線。橫坐標(biāo)的標(biāo)度相同，縱坐標(biāo)有兩個(gè)，左縱坐標(biāo)用于x1,y1數(shù)據(jù)對(duì)，右縱坐標(biāo)用于x2,y2數(shù)據(jù)對(duì)。

例3.2.5用不同標(biāo)度在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。答案見(jiàn)ex3_2_5.m例3.2.6畫(huà)出S&P從2008年1月到2008年10.20收盤(pán)價(jià)及其對(duì)數(shù)收益率的時(shí)間圖。

答案見(jiàn)ex3_2_6.m圖形保持holdon/off命令控制是保持原有圖形還是刷新原有圖形，不帶參數(shù)的hold命令在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切換。例3.2.7采用圖形保持，在同一坐標(biāo)內(nèi)繪制曲線y1=0.2e-0.5xcos(4πx)和y2=2e-0.5xcos(πx)。

答案見(jiàn)ex3_2_7.m設(shè)置曲線樣式

plot(X1,Y1,LineSpec1,X2,Y2,LineSpec2…)

將按順序分別畫(huà)出由三參數(shù)定Xi,Yi,LineSpeci的線條。其中參數(shù)LineSpeci指明了線條的類型，標(biāo)記符號(hào)，和畫(huà)線用的顏色。

例3.2.8采用不同顏色、不同線形以及不同標(biāo)記在同一圖形中畫(huà)出y=cos(x)，y=sin(x-

/2)exp{x/100}和y=sin(x-

)的圖像答案見(jiàn)ex3_2_8.m例3.2.9分析如下程序plot(t,sin(2*t),'-mo','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor',[.491.63],'MarkerSize',12)在原來(lái)程序的基礎(chǔ)上plot(mydate,sp08(:,3),'y-*',mydate,sp08(:,3),'m-.')例3.2.10畫(huà)出S&P從2008年1月到2008年10.20最高價(jià)、和最低價(jià)的時(shí)間圖，不同價(jià)格以不同的線形、顏色和標(biāo)記畫(huà)出。圖形標(biāo)注

title(圖形名稱)xlabel(x軸說(shuō)明)ylabel(y軸說(shuō)明)text(x,y,圖形說(shuō)明)legend(圖例1,圖例2,…)例3.2.11用不同顏色及線形畫(huà)出HSI指數(shù)從1990年1月2日到1992年12月31日的收盤(pán)價(jià)和對(duì)數(shù)收益率的1萬(wàn)倍的時(shí)間圖。圖形名稱：HIS收盤(pán)價(jià)和對(duì)數(shù)收益率X軸標(biāo)注：觀測(cè)Y軸標(biāo)注：HIS收盤(pán)價(jià)和對(duì)數(shù)收益率的1萬(wàn)倍圖形說(shuō)明：時(shí)間是1990.1.2-1992.12.31加圖例答案見(jiàn)ex3_2_11.m坐標(biāo)控制

axis([xminxmaxyminymaxzminzmax])axisequal：縱、橫坐標(biāo)軸采用等長(zhǎng)刻度。axissquare：產(chǎn)生正方形坐標(biāo)系(缺省為矩形)。axisauto：使用缺省設(shè)置。axisoff：取消坐標(biāo)軸。axison：顯示坐標(biāo)軸。網(wǎng)格線和邊框給坐標(biāo)加網(wǎng)格線用grid命令來(lái)控制

gridon/off命令控制是畫(huà)還是不畫(huà)網(wǎng)格線，不帶參數(shù)的grid命令在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切換。給坐標(biāo)加邊框用box命令來(lái)控制

boxon/off命令控制是加還是不加邊框線，不帶參數(shù)的box命令在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切換。例3.2.12在同一坐標(biāo)中，可以繪制3個(gè)同心圓，并加坐標(biāo)控制。答案見(jiàn)ex3_2_12.m圖形的可視化編輯MATLAB在圖形窗口中提供了可視化的圖形編輯工具，利用圖形窗口菜單欄或工具欄中的有關(guān)命令可以完成對(duì)窗口中各種圖形對(duì)象的編輯處理。在圖形窗口上有一個(gè)菜單欄和工具欄。菜單欄包含F(xiàn)ile、Edit、View、Insert、Tools、Window和Help共7個(gè)菜單項(xiàng)，工具欄包含11個(gè)命令按鈕。利用可視化的圖形編輯工具處理前面的例子圖形窗口的分割

subplot(m,n,p)該函數(shù)將當(dāng)前圖形窗口分成m×n個(gè)繪圖區(qū)，即每行n個(gè)，共m行，區(qū)號(hào)按行優(yōu)先編號(hào)，且選定第p個(gè)區(qū)為當(dāng)前活動(dòng)區(qū)。在每一個(gè)繪圖區(qū)允許以不同的坐標(biāo)系單獨(dú)繪制圖形。期權(quán)的利潤(rùn)函數(shù)Call多頭：L=-Cer(T-t)+max(ST-X,0)Put多頭：L=-Per(T-t)+max(X-ST,0)例3.2.13假設(shè)投資者1和投資者2在3月份分別購(gòu)買了一份12月份到期的歐式看漲期權(quán)和看跌期權(quán)，執(zhí)行價(jià)格都是X=100元，看漲期權(quán)價(jià)格C=8元，看跌期權(quán)價(jià)格為6元，無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率為3%，試給出該兩位投資者及其交易對(duì)手的利潤(rùn)函數(shù)并用四幅子圖畫(huà)出利潤(rùn)函數(shù)圖。答案見(jiàn)ex3_2_13.m3.2.2三維圖形

三維曲線

plot3(x1,y1,z1,選項(xiàng)1,x2,y2,z2,選項(xiàng)2,…,xn,yn,zn,選項(xiàng)n)其中每一組x,y,z組成一組曲線的坐標(biāo)參數(shù)，選項(xiàng)的定義和plot函數(shù)相同。當(dāng)x,y,z是同維向量時(shí)，則x,y,z對(duì)應(yīng)元素構(gòu)成一條三維曲線。當(dāng)x,y,z是同維矩陣時(shí)，則以x,y,z對(duì)應(yīng)列元素繪制三維曲線，曲線條數(shù)等于矩陣列數(shù)。例3.2.14繪制三維曲線。程序如下：t=0:pi/100:20*pi;x=sin(t);y=cos(t);z=t.*sin(t).*cos(t);plot3(x,y,z);title('Linein3-DSpace');xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');gridon;

三維曲面

產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)

在MATLAB中，利用meshgrid函數(shù)產(chǎn)生平面區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格坐標(biāo)矩陣。其格式為：

x=a:d1:b