第1章  MATLAB概述 1

1.1  MATLAB簡介 1

1.1.1  什麼是MATLAB
1

1.1.2  MATLAB的特點
2

1.1.3  MATLAB繫統 5

1.2  MATLAB的安裝和卸載
6

1.3  MATLAB用戶操作 8

1.3.1  命令窗口 8

1.3.2  M文件 10

1.3.3  幫助窗口 12

1.3.4  工作窗口 12

1.3.5  圖形窗口 13

1.3.6  搜索路徑 13

1.4  查詢幫助命令 14

1.4.1  help命令 14

1.4.2  lookfor函數的使用 15

1.4.3  模糊尋找 16

1.5  本章小結 16

第2章  數值計算 17

2.1  數組運算 17

2.1.1  數組的創建與操作
17

2.1.2  數組運算 21

2.2  矩陣及其操作 26

2.2.1  矩陣的創建 26

2.2.2  矩陣的擴展 36

2.2.3  矩陣的重構 39

2.3  MATLA素的運算 40

2.3.1  矩陣加減運算 40

2.3.2  矩陣乘運算 41

2.3.3  矩陣除運算 41

2.3.4  矩陣冪運算 42

2.3.5 素的查找 43

2.3.6 素的排序 45

2.3.7 素的求和 46

2.3.8 素的求積 46

2.3.9 素的差分 48

2.4  矩陣分析 49

2.4.1  向量和矩陣的範數
49

2.4.2  矩陣的秩 50

2.4.3  矩陣的行列式 50

2.4.4  矩陣的跡 51

2.4.5  矩陣的化零矩陣 51

2.4.6  矩陣的求逆 52

2.4.7  矩陣的分解 53

2.4.8  矩陣特征值和特征向量
57

2.4.9  矩陣的超越函數 58

2.5  稀疏矩陣 61

2.5.1  稀疏矩陣的存儲方式
61

2.5.2  稀疏矩陣的生成 61

2.5.3  稀疏矩陣的運算 68

2.6  本章小結 70

第3章  結構數組 71

3.1  結構體 71

3.1.1  結構體的創建 71

3.1.2  獲取結構體內部數據
74

3.1.3  結構體操作函數 75

3.1.4  結構體嵌套 76

3.1.5  結構體函數 77

3.2 數組 78

3.2.1 數組的創建 78

3.2.2 數組的顯示 80

3.2.3 數組的圖形顯示
80

3.2.4 數組的訪問 81

3.2.5 數組的刪除和重新定義 82

3.2.6 數組的操作函數
83

3.3  本章小結 84

第4章  字符串 85

4.1  創建字符串 85

4.1.1  創建單行字符串 85

4.1.2  創建多行字符串 86

4.2  字符串操作 87

4.2.1  字符串的比較 87

4.2.2  字符串的替換和查找
89

4.2.3  其他操作 90

4.3  字符數組與數值數組間的相互轉換 92

4.4  本章小結 94

第5章  MATLAB程序設計 95

5.1  MATLAB分支控制語句
95

5.1.1  順序結構 95

5.1.2  if-else-end分支結構 96

5.1.3  switch-case和otherwise 99

5.1.4  for循環結構
100

5.1.5  while循環結構
103

5.2  交互式程序控制命令
104

5.2.1  input和disp命令 104

5.2.2  pause命令
106

5.2.3  continue命令
106

5.2.4  break命令
106

5.2.5  echo命令 108

5.3  程序終止的return語句 108

5.4  錯誤控制的try-catch結構 109

5.5  本章小結 110

第6章  M文件 111

6.1  變量 111

6.1.1  變量的命名 111

6.1.2  變量的類型 111

6.1.3  MATLAB默認的特殊變量 113

6.1.4  流程控制變量 113

6.2  M文件和MATLAB編程概述 114

6.2.1  M文件概述 114

6.2.2  MATLAB的工作模式 117

6.3  M文件結構實例 118

6.3.1  M文件的一般結構
118

6.3.2  腳本文件實例 119

6.3.3  函數文件實例 119

6.4  函數類型 123

6.4.1  匿名函數 123

6.4.2  M文件主函數 124

6.4.3  子函數 124

6.4.4  嵌套函數 125

6.4.5  私有函數 125

6.4.6  重載函數 125

6.5  本章小結 125

第7章  數據分析 127

7.1  數據插值 127

7.1.1  一維插值 127

7.1.2  二維插值 128

7.2  曲線擬合 129

7.3  函數極限 131

7.4  函數求導 131

7.5  數值積分 132

7.5.1 函數的數值積分
132

7.5.2  多重數值積分 134

7.6  本章小結 135

第8章  繪制二維圖形 137

8.1  MATLAB圖形窗口概述
137

8.2  二維繪圖 139

8.2.1  基本繪圖流程 139

8.2.2  plot命令 139

8.2.3  設置曲線格式和標記點格式 141

8.2.4  子圖繪制 142

8.2.5  疊加繪制 143

8.2.6  坐標軸設置 144

8.2.7  對數坐標繫繪圖
146

8.2.8  繪制雙縱坐標曲線圖
147

8.2.9  極坐標繪圖 147

8.3  二維特殊繪圖 148

8.3.1  條形圖和面域圖
148

8.3.2  餅形圖 150

8.3.3  直方圖 151

8.3.4  等高線圖 151

8.3.5  向量圖 152

8.3.6  網格圖繪制 153

8.3.7  曲面圖繪制 155

8.3.8  其他特殊繪圖指令
156

8.3.9  函數繪制 158

8.4  本章小結 159

第9章  繪制三維圖形 161

9.1  創建三維圖形 161

9.1.1  三維圖形概述 161

9.1.2  三維曲線圖 162

9.1.3  三維曲面圖 164

9.2  特殊的三維圖形 167

9.2.1  三維柱狀圖示例
167

9.2.2  散點圖 168

9.2.3  火柴杆圖 169

9.2.4  等高線圖 170

9.2.5  瀑布圖 171

9.2.6  簡易繪圖函數 171

9.3  顯示與控制三維圖形
173

9.3.1  顏色控制 173

9.3.2  坐標控制 175

9.3.3  視角控制 176

9.4  繪制動畫圖形 177

9.5  四維圖形可視化 180

9.5.1  用顏色描述第四維
180

9.5.2  其他函數 182

9.6  本章小結 183

第10章  信號與繫統應用 185

10.1  MATLAB信號處理基礎介紹 185

10.1.1  連續時間繫統的時域信號處理 185

10.1.2  離散時間繫統及其實現 189

10.1.3  離散時間信號的基本運算 201

10.2  MATLAB信號積分變換 211

10.2.1  傅裡葉變換及其反變換 211

10.2.2  Z變換定義與性質
220

10.2.3  離散餘弦變換
221

10.3  MATLAB統計信號處理 223

10.3.1  相關性 223

10.3.2  重新采樣 224

10.3.3  窗函數 230

10.3.4  功率譜估計 233

10.3.5  現代譜分析 241

10.3.6  時頻分析 244

10.3.7  特殊變換方法
245

10.4  本章小結 249

第11章  數字信號處理 251

11.1  IIR濾波器的設計
251

11.1.1  IIR濾波器優勢
251

11.1.2  IIR濾波器設計過程 251

11.1.3  經典法IIR濾波器設計 252

11.1.4  雙線性變換法IIR濾波器設計 271

11.2  FIR濾波器設計
275

11.2.1  窗函數FIR濾波器設計 276

11.2.2  小二乘法FIR濾波器設計 291

11.2.3  其他設計方法
293

11.3  本章小結 299

第12章  參數建模 301

12.1  時域建模 301

12.1.1  AR模型 301

12.1.2  MA模型 306

12.1.3  ARMA模型
309

12.2  頻域建模 315

12.2.1  非參量類方法
316

12.2.2  參數法 323

12.2.3  Subspace Methods子空間法 326

12.2.4  譜分析綜合應用
327

12.3  信號處理GUI工具 337

12.3.1  信號處理綜合工具
337

12.3.2  波形查看器 338

12.3.3  譜分析查看器
338

12.3.4  濾波可視化工具
339

12.3.5  濾波器設計與分析工具 340

12.3.6  濾波器處理工具
341

12.4  本章小結 343

第13章  圖像處理工具箱 345

13.1  MATLAB圖像處理基礎知識 345

13.1.1  MATLAB圖像表達方式 345

13.1.2  MATLAB支持的圖像文件格式 346

13.1.3  MATLAB圖像的類型 346

13.1.4  MATLAB圖像類型轉換 349

13.1.5  MATLAB圖像數據的讀寫 355

13.2  圖像顯示 357

13.2.1  標準圖像顯示技術
357

13.2.2  特殊圖像顯示技術
360

13.3  圖像運算 363

13.3.1  代數運算 363

13.3.2  幾何運算 365

13.4  圖像數據變換 368

13.4.1  二維傅裡葉變換
368

13.4.2  離散餘弦變換
369

13.4.3  其他變換 371

13.5  圖像分析 374

13.5.1  像素值及統計
374

13.5.2  灰度圖邊緣檢測
377

13.5.3  四叉樹分解 379

13.6  圖像調整 380

13.6.1  灰度的調整 380

13.6.2  增強圖像色彩
381

13.7  圖像平滑 382

13.7.1  線性濾波 382

13.7.2  中值濾波 383

13.7.3  自適應濾波 383

13.8  圖像區域處理 384

13.8.1  區域濾波 384

13.8.2  區域填充 385

13.8.3  移除小對像 386

13.9  形態學操作 387

13.9.1  圖像膨脹 387

13.9.2  圖像腐蝕 388

13.9.3  形態學重建 388

13.10  本章小結 389

第14章  句柄圖形對像 391

14.1  句柄圖形對像概述
391

14.2  get和set函數 391

14.3  根對像 393

14.4  圖形窗口對像 394

14.5  核心圖形對像 394

14.6  本章小結 400

第15章  圖形用戶界面(GUI) 401

15.1  圖形用戶界面(GUI)簡介 401

15.1.1  GUI程序概述
401

15.1.2  打開GUIDE開發環境 401

15.2  使用GUIDE創建GUI界面 403

15.2.1  設置組件屬性
403

15.2.2  幾何排列工具
403

15.2.3  設計菜單 404

15.2.4  對像瀏覽器 405

15.3  對話框對像 405

15.3.1  公共對話框 406

15.3.2  一般對話框 407

15.4  建立菜單 412

15.5  本章小結 413

第16章  外部接口操作 415

16.1  數據基本操作 415

16.2  底層文件基本I/O操作 416

16.3  文件的讀寫 418

16.3.1  讀寫二進制文件
418

16.3.2  讀寫記事本數據
420

16.3.3  讀寫電子表格數據
421

16.3.4  讀寫聲音文件
424

16.3.5  讀寫視頻文件
425

16.4  本章小結 426

第1章 MATLAB概述

MATLAB是一種用於數值計算、可視化及編程的高級語言和交互式環境。使用

MATLAB，可以分析數據，開發算法，創建模型和應用程序。借助其語言、工具和內置的

數學函數，可以探求多種方法，比電子表格或傳統編程語言更快地求取結果。它是一種功

能強大的科學計算軟件，在使用之前，應該對它有一個整體的了解。本章主要介紹

MATLAB

的發展歷程、MATLAB版本的主要特點和使用方法。

學習目標：

●了解

MATLAB的特點。

●了解

MATLAB各種平臺的窗口。

●掌握

MATLAB的各種基本操作。

●掌握

MATLAB中

M文件的操作。

1.1 MATLAB簡介

MATLAB是由美國

Mathworks公司發布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序

設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態繫統

的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易於使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計

以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案。

1.1.1 什麼是

MATLAB

MATLAB提供了一個高性能的數值計算和圖形顯示的科學和工程計算軟件環境。這

種易於使用的

MATLAB環境，由數值分析、矩陣運算、信號處理和圖形繪制等組成。在

這種環境下，問題和解答的表達形式

(程序)幾乎和它們的數學表達式完全一樣，而不像傳

統的編程那樣繁雜。

MATLAB的基本數據單位是矩陣，它的指令表達式與數學、工程中常用的形式十分

相似，故用

MATLAB解算問題要比用

C、FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，

並且

MATLAB也吸收了

Maple等軟件的優點，因而成為了一個強大的數學軟件。

在新的版本

MATLAB 2014中也加入了對C、FORTRAN、C 、Java的支持。用戶可

以直接調用，也可以將自己編寫的實用程序導入到

MATLAB函數庫中方便自己以後調用，

此外許多

MATLAB愛好者都編寫了一些經典的程序，用戶可以下載後直接使用。它的

. 2 .

MATLAB應用教程

主要特性包括：

●

截面用於數值計算、可視化和應用程序開發的高級語言。

●

可實現迭代式探查、設計及問題求解的交互式環境。

●

用於線性代數、統計、傅立葉分析、篩選、優化、數值積分以及常微分方程求解的

數學函數。

●

用於數據可視化的內置圖形以及用於創建自定義繪圖的工具。

●

用於改進代碼質量和可維護性，並限度地發揮性能的開發工具。

●

用於構建自定義圖形界面應用程序的工具。

●

可實現基於 MATLAB 的算法與外部應用程序和語言集成。

MATLAB的一個重要特色就是其工具箱，它已經成為一個繫列產品，包括

MATLAB

主工具箱(功能型工具箱)和各種工具箱(Toolbox)，具體內容請參考第

1.1.2節。

1.1.2 MATLAB的特點

MATLAB是所有

MathWorks公司產品的基石，它包括數值計算二維和三維圖形、語

句以及單一易使用環境下的語言能力。MATLAB繫統主要由五部分構成：MATLAB語言、

MATLAB工作環境、MATLAB圖形處理、MATLAB數學函數庫、

MATLAB應用編程人

員接口(API)。

MATLAB具有用法簡單、靈活、程式結構性強、延展性好等優點，已經逐漸成為科

技計算、視圖交互繫統和程序中的語言工具。特別是它在線性代數、數理統計、自動

控制、數字信號處理、動態繫統仿真等方面表現突出，已經成為科研工作人員和工程技術

人員進行科學研究和生產實踐的有力武器。

1.

以矩陣和數組為基礎的運算

MATLAB是一個高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數、數據結構、輸入輸

出和面向對像編程特點。MATLAB以矩陣為基礎，不需要預先定義變量和矩陣

(包括數組)

的維數，可以方便地進行矩陣的算術運算、關繫運算和邏輯運算等，而且

MATLAB有特

殊矩陣專門的庫函數，可以高效地求解諸如信號處理、圖像處理、控制等問題。

2.

語言簡潔，使用方便

MATLAB程序書寫形式自由，被稱為“草稿式”語言，這是因為其函數名和表達更

接近我們書寫計算公式的思維表達方式，編寫

MATLAB程序猶如在草稿紙上排列公式與

求解問題，因此可以快速地驗證工程技術人員的算法。此外

MATLAB還是一種解釋性語

言，不需要專門的編譯器。具體地說，

MATLAB運行時可直接在命令行輸入

MATLAB語

句，繫統立即進行處理，完成編譯、鏈接和運行的全過程，利用豐富的庫函數避開繁雜的

子程序編程任務，壓縮了一切不必要的編程工作。

【例

1-1】MATLAB求解下列方程，並求解矩陣

A的特征值。

第

1章
MATLAB概述

. 3 .

A= 32 13 45 67

23 79 85 12

43 23 54 65

98 34 71 35

b= 1

2

3

4

解為：x=A\\b，設

A的特征值組成了向量

e，e=eig(A)。

隻需要在

MATLAB窗口中輸入如下幾行代碼：

A= [32 13 45 67；23 79 85 12;43 23 54 65;98 34 71 35];

b=[1;2;3;4];

x=A\\b

x=

 0.1809

0.5128

-0.5333

0.1862

e=eig(A)

e=

 193.4475

56.6905

-48.1919

-1.9461

可以看出，MATLAB的程序極其簡短，更為難能可貴的是

MATLAB甚至具有一定的

智能水平，比如上面的解方程，

MATLAB會根據矩陣的特性選擇方程的求解方法，所以用

戶根本不用懷疑

MATLAB的準確性。

3. 強大的科學計算機數據處理能力

MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。其擁有

600多個工程中要用到的數學運

算函數，可以方便地實現用戶所需的各種計算功能。函數中所使用的算法都是科研和工程

計算中的研究成果，而前經過了各種優化和容錯處理。在通常情況下，可以用它代替

底層編程語言，如

C和

C 。在計算要求相同的情況下，使用

MATLAB編程，工作量會

大大減少。MATLAB的函數集包括從簡單、基本的函數到諸如矩陣、特征向量、快速

傅立葉變換的復雜函數。函數所能解決的問題大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微

分方程及偏微分方程組的求解、符號運算、傅立葉變換和數據的統計分析、工程中的優化

問題、稀疏矩陣運算、復數的各種運算、三角函數和其他初等數學運算、多維數組操作以

及建模動態仿真等。

. 4 . MATLAB應用教程

4. 強大的圖形處理功能

MATLAB具有非常強大的以圖形化顯示矩陣和數組的能力，同時它能給這些圖形增

加注釋並且可以對圖形進行標注和打印。

MATLAB的圖形技術包括二維和三維的可視化、圖像處理、動畫等高層次的專業圖

形的高級繪圖函數，例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數據的表現等，又包括一些

可以讓用戶靈活控制圖形特點的低級繪圖命令，利用

MATLAB的句柄圖形技術可以創建

圖形用戶界面。

同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相應的功能函數，

保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的

MATLAB還著重在圖形用戶界面

GUI的制作

上做了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。

5. 應用廣泛的模塊集合——工具箱

MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴展繫統和一組被稱為工具箱的特殊應

用子程序，每個工具箱都是為某一類學科專業和應用而定制的。

MATLAB包含兩個部分：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數百個核心

內部函數。其工具箱又分為兩類，功能性工具箱和學科性工具箱。

功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以

及與硬件實時交互功能，而學科性工具箱是專業性比較強的，如

Control Toolbox、Signal

Processing Toolbox、Communication Toolbox等。這些工具箱都是由該領域內學術水平很高

的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學科範圍內的基礎程序，就可直接進行高、精、尖

的研究。

此外，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法，而不需要自己編寫代

碼。目前

MATLAB已經把工具箱延伸到了科學研究和工程應用的諸多領域，諸如數據采

集、數據庫接口、概率統計、樣條擬合、優化算法、偏微分方程求解、神經網絡、小波分

析、信號處理、圖像處理、繫統辨識、控制繫統設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、

模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式繫

統開發、定點仿真、

DSP與通訊、電力繫統仿真等，都在工具箱

Toolbox家族中有了自己的

一席之地。

6. 可擴充性強,具有方便的應用程序接口

MATLAB有著豐富的庫函數，在進行復雜的數學運算時可以直接調用，而且用戶還

可以根據需要方便地編寫和擴充新的函數庫。

通過混合編程，用戶可以方便地在

MATLAB環境中調用其他用

Fortran或者

C語言編

寫的代碼，也可以在

C語言或者

Fortran語言中調用

MATLAB的庫函數。

第

1章
MATLAB概述

. 5 .

7. 源程序的開放性

開放性也許是

MATLAB受人們歡迎的特點。除內部函數以外，所有

MATLAB的

核心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做修改以及加入自己

的文件構成新的工具箱。

8. 實用的程序接口和發布平臺

新版本的

MATLAB可以利用

MATLAB編譯器和

C/C 數學庫、圖形庫，將自己的

MATLAB程序自動轉換為獨立於

MATLAB運行的

C和

C 代碼。

用戶可以編寫和

MATLAB進行交互的

C或

C 語言程序。另外，MATLAB網頁服

務程序還容許在

Web應用中使用自己的

MATLAB數學和圖形程序。

1.1.3 MATLAB繫統

MATLAB繫統主要包括五個部分：桌面工具和開發環境、數字函數庫、語言、圖形

處理、外部接口。其中桌面工具包括

MATLAB桌面和命令窗口，編輯器和調試器、代碼

分析器和用於瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。MATLAB的函數庫包括大量的算法，

從初等函數到復雜的高等函數。MATLAB語言是一種基於矩陣和數組的高級語言，具有程

序流控制、函數、數據結構、輸入輸出和面向編程等特色。在圖形處理中，

MATLAB具有

方便的數據可視化功能。同時，MATLAB語言能夠和一些高級語言進行交互。

MATLAB開發環境是一套方便用戶使用的

MATLAB函數和文件工具集，其中許多

工具是圖形化用戶接口。它是一個集成的用戶工作空間，允許用戶輸入輸出數據，並提

供了

M文件的集成編譯和調試環境，包括

MATLAB桌面、命令窗口、

M文件編輯調試器、

MATLAB工作空間和在線幫助文檔。

MATLAB數學函數庫包括了大量的計算算法，從基本算法如加法、正弦到復雜算法

如矩陣求逆、快速傅裡葉變換等。

MATLAB語言是一種高級的基於矩陣/數組的語言，它有程序流控制、函數、數據結

構、輸入/輸出和面向對像編程等特色。

圖形處理繫統使得

MATLAB能方便地圖形化顯示向量和矩陣，而且能對圖形添加標

注和打印。它包括強大的二維三維圖形函數、圖像處理和動畫顯示等函數。

MATLAB應用程序接口(API)是一個使

MATLAB語言能與

C、Fortran等其它高級編

程語言進行交互的函數庫。該函數庫的函數通過調用動態鏈接庫(DLL)實現與

MATLAB文

件的數據交換，其主要功能包括在

MATLAB中調用

C和

Fortran程序，以及在

MATLAB

與其它應用程序間建立客戶、服務器關繫。

. 6 . MATLAB應用教程

1.2 MATLAB的安裝和卸載

安裝

MATLAB的主要操作步驟如下：

第

1步：下載

MATLAB2014a，並用

Winrar等解壓縮工具解壓到

MATLAB2014a文

件夾中，安裝前確保繫統滿足軟硬件要求，獲得用戶許可證。注意不要在安裝過程中使用

殺毒軟件，以防其減慢安裝進度。

第

2步：雙擊

setup.exe，開始安裝，顯示

MATLAB圖標。

第

3步：選擇“不使用

Internet安裝”，單擊“下一步”，如圖

1-1所示。

第

4步：瀏覽許可協議，確保同意許可協議，選擇“是

(Y)”，單擊“下一步”，如圖

1-2所示。

圖

1-1 安裝準備界面圖

1-2 瀏覽許可協議

第

5步：輸入安裝密鑰，單擊“下一步”，如圖

1-3所示。

第

6步：選擇安裝類型。用戶可以根據自己的需要自行選擇安裝類型，選擇典型類型

將安裝所有默認的產品組件，而選擇自定義類型將有選擇地安裝組件。

第

7步：選擇安裝目錄和安裝產品組件。如果選擇典型安裝類型，進入下一步，將出

現如下對話框，開始安裝默認組件，如圖

1-4所示。

圖

1-3 輸入安全密鑰圖

1-4 選擇典型選項的安裝目錄

如果選擇“自定義選項”，進入“下一步”，將出現如下對話框，用戶可自行選擇安

裝組件，如圖

1-5所示。

第

8步：確定安裝目錄和組件。如確定選擇的目錄和組件無誤，單擊“安裝”開始安

裝，如圖

1-6所示。

第

1章
MATLAB概述

. 7 .

圖

1-5 自定義安裝產品組件圖

1-6 確定安裝目錄和組件

第

9步：確定安裝後，彈出安裝選項窗口，根據個人喜好設置快捷方式，如圖

1-7所示。

第

10步：等待安裝結束，安裝界面如圖

1-8所示。

圖

1-7 安裝選項圖

1-8 安裝界面

第

11步：安裝完成。安裝完成後，繫統彈出安裝完成對話框，如圖

1-9所示。

第

12步：激活軟件。安裝完成後，點擊“下一步”，出現軟件激活界面，用戶可以選

擇自動激活和手動激活兩種方式，如圖

1-10所示。

圖

1-9 安裝完成界面圖

1-10激活選項

如果選擇“手動激活”，需要手動輸入許可文件的完成路徑，包括其文件名，也可以

使用瀏覽功能，直接尋找許可文件，如圖

1-11所示。

輸入有效的許可文件後，出現激活完成對話框，如圖

1-12所示。

. 8 . MATLAB應用教程

圖

1-11離線激活圖

1-12激活完成

用戶安裝完成後，繫統默認運行

MATLAB，如圖

1-13所示。運行

MATLAB有以下

幾種方式：

(1)雙擊桌面的快捷方式。

(2)在“開始”菜單中的“程序”中選擇運行

MATLAB。

(3)在

MATLAB的根目錄下，直接點擊

MATLAB.exe文件運行。

如需卸載

MATLAB，在安裝目錄雙擊

uninstall.exe，運行

MATLAB自帶的卸載程序，

出現如圖

1-14所示界面。

圖

1-13開始運行窗口圖

1-14 MATLAB卸載窗口

單擊“卸載”選項就可以開始卸載了。

1.3 MATLAB用戶操作

1.3.1 命令窗口

MATLAB各種操作命令都由命令窗口開始，用戶可以在命令窗口中輸入

MATLAB命

令，實現其相應的功能。啟動

MATLAB，點擊

MATLAB圖標，進入到用戶界面，如圖

1-15

所示，此命令窗口主要包括文本的編輯區域和菜單欄。

第

1章
MATLAB概述

. 9 .

在命令窗口空白區域單擊鼠標右鍵，打開快捷菜單，常用的命令有：

Evaluate

Selection(打開所選文本對應的表達式的值

)、Open
Selection(打開文本所對應的

MATLAB

文件)、Cut(剪切命令)、Paste(粘貼命令)等，如圖

1-15所示。

圖

1-15用戶界面

在

MATLAB中，Command Window常用的命令及功能如表

1-1所示。

表 1-1 Command Window常用的命令功能

命 令功 能

clc擦去一頁命令窗口，光標回到屏幕左上角

clear 從工作空間清除所有變量

clf 清除圖形窗口內容

who 列出當前工作空間中的變量

whos 列出當前工作空間中的變量及信息或用工具欄上的

Workspace瀏覽器

delete從磁盤刪除指定文件

which 查找指定文件的路徑

clear all從工作空間清除所有變量和函數

help 查詢所列命令的幫助信息

save name保存工作空間變量到文件

name.mat

save name x y保存工作空間變量

x y到文件

name.mat

load name加載“name”文件中的所有變量到工作空間

load name x y加載“name”文件中的變量

x y到工作空間

diary name1.m 保存工作空間中的一段文本到文件

name1.m

diary off 關閉日志功能

type name.m在工作空間查看

name.m文件的內容

what 列出當前目錄下的

m文件和

mat文件

. 10 . MATLAB應用教程

(續表)

命 令功 能

↑或者 Ctrl p調用上一次的命令

↓或者 Ctrl n調用下一行的命令

←或者 Ctrl b退後一格

→或者 Ctrl f前移一格

Ctrl ←或者 Ctrl r 向右移一個單詞

Ctrl →或者 Ctrl l 向左移一個單詞

Home或者 Ctrl a光標移到行首

End或者
Ctrl e 光標移到行尾

Esc或者
Ctrl u清除一行

Del或者
Ctrl d清除光標後字符

Backspace或者 Ctrl h 清除光標前字符

Ctrl k 清除光標至行尾字

Ctrl c 中斷程序運行

1.3.2 M文件

創建 M文件是 MATLAB中非常重要的內容之一。事實上，正是由於在 MATLAB工

具箱中存放著大量的 M文件，使得 MATLAB應用起來顯得簡單、方便，且功能強大。如

果用戶根據自己的需要，開發出適用於自己的 M文件，不僅能使
MATLAB更加貼近用戶

自己，而且能使 MATLAB的功能得到擴展。

M文件有兩種形式：命令文件和函數文件。當用戶要運行的命令較多時，如果直接在

命令窗口中逐條輸入和運行，會有諸多不便。此時可通過編寫命令文件來解決這個問題。

另外，從前面的例子可以看到 MATLAB的許多命令，需要用戶通過編寫函數文件來執行。

MATLAB用戶應首先熟悉經常使用的 M文件編輯器(M File Editer)。M文件編輯器

不僅僅是一個文字編輯器，它還具有一定的程序調試功能。雖然沒有像 VC、BC那樣強大

的調試能力，但對於調試一般不過於復雜的 MATLAB程序已經足夠了。

進入 MATLAB後，在右上角點擊“ New”選項進入編輯 /調試器(Editer/Debugger)。在

編輯/調試器中，編寫符合語法規則的命令，編寫完命令文件後，選擇“
Save”項，然後按

照提示輸入一個文件名。至此，完成了命令文件的創建，如圖 1-16所示。

第

1章
MATLAB概述

. 11 .

圖

1-16 M編輯器窗口

1. 編輯功能

(1)選擇：與通常鼠標選擇方法類似，但這樣做並不方便。如果習慣了，使用

Shift

箭頭鍵是一種更為方便的方法，熟練後根本就不需要再看鍵盤。

(2)拷貝粘貼：沒有比

Ctrl C、Ctrl V鍵更方便的了，相信使用過

Windows的人一定

知道。

(3)尋找替代：尋找字符串時用

Ctrl F鍵顯然比用鼠標點擊菜單方便。

(4)查看函數：閱讀大的程序常需要看看都有哪些函數並跳到感興趣的函數位置，

M

文件編輯器沒有為用戶提供像

VC或者

BC那樣全方位的程序瀏覽器，卻提供了一個簡單

的函數查找快捷按鈕，單擊該按鈕，會列出該

M文件的所有函數。

(5)注釋：如果用戶已經有了很長時間的編程經驗而仍然使用

Shift 5輸入%號，一定

體會過其中的痛苦(忘了切換輸入法狀態時，就會變成中文字符集的百分號)。按

Ctrl r可

添加注釋%，按

Ctrl t則刪除注釋。

(6)縮進：良好的縮進格式為用戶提供了清晰的程序結構。編程時應該使用不同的縮

進量，以使程序顯得錯落有致。增加縮進量用

Ctrl ]鍵，減少縮進量用

Ctrl [ 鍵。當一大

段程序比較亂的時候，使用

Smart Indent (代碼自動縮進，快捷鍵為

Ctrl I)也是一種很好的

選擇。

2. 調試功能

M程序調試器的熱鍵設置和

VC的設置有些類似，如果用戶有其它語言的編程調試經

驗，則調試

M程序顯得相當簡單。因為它沒有指針的概念，這樣就避免了一大類難以查找

的錯誤。不過

M程序可能會經常出現索引錯誤，如果設置了

Stop if Error(Breakpoints菜單

下)，則程序的執行會停在出錯的位置，並在

MATLAB命令行窗口顯示出錯信息。下面列

出了一些常用的調試方法。

(1)設置或清除斷點：使用快捷鍵

F12。

(2)執行：使用快捷鍵

F5。

(3)單步執行：使用快捷鍵

F10。

. 12 . MATLAB應用教程

(4) Step in：當遇見函數時，進入函數內部，使用快捷鍵

F11。

(5) Step out：執行流程跳出函數，使用快捷鍵

Shift F11。

(6)執行到光標所在位置：非常遺憾這項功能沒有快捷鍵，隻能使用菜單來完成。

(7)觀察變量或表達式的值：將鼠標指針放在要觀察的變量上停留片刻，就會顯示出

變量的值，當矩陣太大時，隻顯示矩陣的維數。

(8)退出調試模式：沒有設置快捷鍵，使用菜單或者快捷按鈕來完成。

函數文件的創立方法與命令文件的創立方法完全一樣，隻是函數文件的句可執行

語句是以

function引導的定義語句，並且輸入文件名時要與定義語句中的函數名相同。

建立了函數文件或命令文件後，隻要在命令窗口鍵入命令文件名或函數名，就可執行

M文件中所包含的所有命令。

1.3.3 幫助窗口

有效地使用幫助繫統所提供的信息，是用戶掌握好

MATLAB應用的途徑。熟練

的程序開發人員總會充分利用軟件所提供的幫助信息，而

MATLAB的一個突出優點就是

其擁有較為完善的幫助繫統。MATLAB的幫助繫統可以分為聯機幫助繫統和命令窗口查詢

幫助繫統，如圖

1-17所示。

圖

1-17幫助窗口

1.3.4 工作窗口

工作窗口用來顯示當前計算機內存中

MATLAB變量的名稱、數學結構、該變量的字

第

1章
MATLAB概述

. 13 .

節數及其類型，在

MATLAB中不同的變量類型對應不同的變量名圖標，可以對變量進行

觀察、編輯、保存和刪除等操作。

工作窗口如圖圖

1-18所示。

圖

1-18工作窗口

1.3.5 圖形窗口

圖形窗口用來顯示

MATLAB所繪制的圖形，這些圖形既可以是二維圖形，也可以是

三維圖形。用戶可以通過選擇

New|Figure命令進入圖形窗口，如圖

1-19所示。

彈出的窗口如圖

1-20所示：

圖

1-19進入圖形窗口圖

1-20運行程序自動彈出圖形窗口

1.3.6 搜索路徑

用戶可以通過選擇菜單欄中的“Set Path”，或者在命令窗口輸入

pathtool或

editpath指

. 14 . MATLAB應用教程

令來查看

MATLAB的搜索目錄，如圖

1-21所示。

圖

1-21查看搜索目錄

1.4 查詢幫助命令

MATLAB用戶可以通過在命令窗口中直接輸入命令來獲得相關的幫助信息，這種獲

取方式比聯機幫助更為快捷。在命令窗口中獲取幫助信息的主要命令為

help和

lookfor以

及模糊尋找，下面將介紹這些命令。

1.4.1 help命令

直接輸入

help命令，會顯示當前的幫助繫統中所包含的所有項目。需要注意的是用戶

在輸入該命令後，命令窗口隻顯示當前搜索路徑中的所有目錄名稱。例如在命令窗口輸入：

help

運行結果如下：

HELP topics:

help

HELP topics:

MATLABhdlcoder\\MATLABhdlcoder - (No table of contents
file)

MATLABxl\\MATLABxl - MATLAB Builder EX

MATLAB\\demos -Examples.

MATLAB\\graph2d - Two dimensional graphs.

MATLAB\\graph3d -Three dimensional graphs.

MATLAB