MATLAB 基础语法教程
1. MATLAB 简介
MATLAB 是一种用于数值计算、可视化和编程的高级语言。它广泛应用于工程、科学和数学领域。MATLAB 的语法简单直观,适合初学者。
2. 基本操作
- 启动 MATLAB: 打开 MATLAB 软件后,你会看到命令窗口(Command Window),可以直接输入命令。
- 简单计算: MATLAB 可以像计算器一样使用。例如:
5 + 3 % 输出 8 10 * 2 % 输出 20 6 / 2 % 输出 3 2 ^ 3 % 输出 8(2的3次方)
- 分号(;): 在命令末尾加分号可以抑制输出。例如:
a = 5; % 不会显示结果 b = 10 % 显示 b = 10
3. 变量
- 赋值: 使用
=
定义变量,无需声明类型。x = 10; % 数字 name = '张三'; % 字符串(用单引号)
- 查看变量: 直接输入变量名即可显示其值。
x % 输出 10
- 清除变量:
clear x % 删除变量 x clear all % 删除所有变量
4. 矩阵与数组
MATLAB 的核心是矩阵(Matrix Laboratory)。数组是 MATLAB 的基本数据结构。
- 向量:
row = [1 2 3]; % 行向量,用空格或逗号分隔 column = [1; 2; 3]; % 列向量,用分号分隔
- 矩阵:
A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; % 3x3 矩阵
- 索引: 从 1 开始计数。
A(1, 2) % 输出第1行第2列的值,即 2 A(:, 2) % 输出第2列,即 [2; 5; 8]
5. 基本运算
- 元素级运算: 在运算符前加点号
.
表示逐元素操作。a = [1 2 3]; b = [4 5 6]; a + b % 输出 [5 7 9] a .* b % 逐元素相乘,输出 [4 10 18] a .^ 2 % 逐元素平方,输出 [1 4 9]
- 矩阵运算:
A * B % 矩阵乘法(需维度匹配) A' % 矩阵转置 inv(A) % 矩阵求逆
6. 控制流
- if 语句:
x = 10; if x > 0 disp('x 是正数'); elseif x == 0 disp('x 是零'); else disp('x 是负数'); end
- for 循环:
for i = 1:5 disp(i); end % 输出 1 2 3 4 5
- while 循环:
x = 0; while x < 5 disp(x); x = x + 1; end
7. 函数
- 内置函数: MATLAB 有许多内置函数。
sin(pi/2) % 输出 1 sqrt(16) % 输出 4 sum([1 2 3]) % 输出 6
- 自定义函数: 在新文件(如
myFunc.m
)中定义。调用:function y = myFunc(x) y = x^2 + 3; end
myFunc(5)
输出 28。
8. 数据可视化
- 绘制简单图形:
x = 0:0.1:10; % 从 0 到 10,步长 0.1 y = sin(x); plot(x, y); % 绘制正弦曲线 title('正弦函数'); xlabel('x'); ylabel('sin(x)');
- 多条曲线:
y2 = cos(x); plot(x, y, 'b-', x, y2, 'r--'); % 蓝色实线和红色虚线 legend('sin(x)', 'cos(x)');
9. 常用命令
clc
: 清除命令窗口。clear
: 清除变量。who
: 显示当前变量。help 命令名
: 查看命令帮助,例如help plot
。
小练习
- 创建一个 2x3 矩阵,并计算它的转置。
- 编写一个 for 循环,打印 1 到 10 的平方。
- 绘制一个简单的二次函数 y = x^2 的图形。