Introduction to Matlab

H.C. Yu, VC LAB, NCU, 2008 Fall 1

Introduction to Matlab

Hsing-Chuan YuVC Lab 2008 Fall

H.C. Yu, VC LAB, NCU, 2008 Fall 2

[1]MATLAB 7 程式設計作者：洪維恩, 出版社：旗標 , 出版日期： 2006-03-01

[2]Matlab 程式設計：入門篇作者：張智星, 出版社：清蔚科技 , 出版日期： 2004-09-

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[]3MATLAB 程式設計與應用 (網路版 ) 張智星 連結點

參考書目

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Matlab (Matrix Laboratory) 數學計算軟體於1984 年，由美國 Mathworks 公司所推行。

Matlab 7 外觀

1.認識Matlab (1/2)

指令視窗

工作空間與目錄視窗

歷史指令視窗

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1.認識Matlab (2/2)Help/doc ：查詢已知指令

lookfor ：尋找未知指令找到Ex: >> help sqrt

指令視窗

編修 / 查看變數內容目錄檢視

工作空間與目錄視窗

尋找 / 使用曾輸入的指令可以拖曳或複製的方式編修

歷史指令視窗

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變數命名規則與使用◦ 第一個字母必需是英文字母。◦ 字母間不可留空格。◦ 最多只能有 31 個字母， MATLAB 會忽略多餘字母。

　◦ MATLAB 在使用變數時，不需預先經過變數宣告

（ Variable Declaration ）的程序，而且所有數值變數均以預設的 double 資料型式儲存。

2.基本數學運算 (1/5)

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一般數學符號運算◦ 在 MATLAB 命令視窗（ Command Window ）內的

提示符號（ >> ）之後輸入運算式，並按入 Enter 鍵即可。例如：

>> (5*2+3.5)/5 ans = 2.7000

◦ 若不想讓 MATLAB 每次都顯示運算結果，只需在運算式最後加上分號（ ; ）即可，例如：

>> (5*2+3.5)/5;

2.基本數學運算 (2/6)

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函式數學運算◦ >> y = abs(x) % 取 x 的絕對值◦ >> y = sin(x) % 取 x 的正弦值◦ >> y = exp(x) % 自然指數 exp(x)◦ >> y = log(x) % 自然對數 ln(x)◦ >> y = gcd(a,b) % 計算 a 與 b 的最大公因數◦ >> y = lcm(a,b) % 計算 a 與 b 的最小公倍數

2.基本數學運算 (3/5)

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2.基本數學運算 (4/5)

>> z=2*y+1>> y = 43.59

>> y = [1 2 ; 3 4]

Z = ?

矩陣數學運算指令與函數 說明a:b 從 a 到 b ，間距為 1 ，建立一個列向量a:step:b 從 a 到 b ，間距為 step ，建立一個列向量linspace(a,b) 從 a 到 b ，建立一個具有 100 個元素的列向量linspace(a,b,n) 從 a 到 b ，建立一個具有 n 個元素的列向量length(v) 查詢向量 v 的元素個數v’ 將向量 v 轉置，行向量變列向量，列向量變行向量

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查詢工作區裡使用的變數

2.基本數學運算 (5/5)

指令 說明who 查詢於目前的工作區內，有哪些變數正在使用whos 同 who ，但會列出每一個變數詳細的資訊whos var 查詢變數 var的詳細資訊clear 清除工作區內的所有變數clear var 清除工作區內的變數 var

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1. 計算下列各式(1) (-4.83)-1.6 (2) Log412

(3) (4i+3)/(5i+2)

2. 設列向量 v=[0,12,17,21] ，作答下列問題(1) 輸出矩陣 m=[v; v/2; v/3; v/4](2) 計算 m*v’

3. A~Z 的 ASCII 碼為 65~90 ，試以 char 函數列出英文字母 A~Z

2.基本數學運算 (課堂練習 )

Ex: >> char(97)ans =

a

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如同一般程式語言一樣， Matlab 也可以用來撰寫程式碼。 Matlab 用來處存程式碼的檔案稱為 M 檔案，可以分成兩種，一種是底稿，另一種是函數。底稿可以用來儲存一系列的指令，而函數則是把程式碼模組化，以方便使用者來呼叫。

3.使用M檔案與函數 (1/4)

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底稿 (script)─ 由一系列 Matlab 的指令敘述所組成。

函數 (function)─ 可用來完成某個特定的工作。與底稿不同的是，函數可以傳入引數、回傳結果。

參考範例

3.使用M檔案與函數 (2/4)

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要開啟 M 檔案編輯器，可在指令視窗鍵入>> edit或者按下工具列的「 New M-File 」

註解 (comment) ：「 % 」符號後面都視為註解 多行註解： ctrl + r 取消多行註解： ctrl + t

3.使用M檔案與函數 (3/4)

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函數的基本架構

3.使用M檔案與函數 (4/4)

function 輸出變數 = 函數名稱 ( 引數 1, 引數 2,…)

% H1 列，此行可用來簡述函數的功用

% 此區是函數的說明文字，可用來註解% 函數的語法、注意事項等

函數的主體

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1. 查詢、閱讀並使用 M 檔案

3.使用M檔案與函數 (課堂練習 )

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基本二維平面繪圖

連接 (0,3) 、 (2,4) 、 (4,0) 、 (7,6) 、 (10,1) 、(12,3)>> x=[0 2 4 7 10 12]>> y=[3 4 0 6 1 3 ]>> plot(x,y)

4.用Matlab繪圖 (1/2)

函數 說明plot(x,y) 以 X 為資料點的橫座標所組成的向量， y 為縱

座標所組成的向量，描點繪出 (x,y)曲線圖Plot(y) X 的間距為 1 ，描點繪出 (x,y) 的曲線圖

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4.用Matlab繪圖 (2/2)基本三維空間繪圖

>> x=linspace(-8,8,30)>> y=x>> [xx,yy]=meshgrid(x,y)>> expr=sqrt(xx.^2+yy.^2)>> zz=sin(expr)./(expr+eps)>> mesh(xx,yy,zz)

函數 說明mesh(x,y,z) 分別以資料點的 x 、 y 與 z座標之集合所組成的矩

陣 xx 、 yy 、 zz 來繪出三維的網格圖mesh(z) 設二維矩陣 z 的維度為 mxn ，則 mesh(z) 可繪出

x座標從 1 到 m ， y座標從 1 到 n 的三維網格圖

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1. 試用下列語法，並觀察結果>> plot(x,y,’*’)>> plot(x,y,’-*’)>> plot(x,y,’--*’)>> plot(x,y,’-.’)

4.用Matlab繪圖 (課堂練習 )

指令 說明hold 設定 hold 為 on 時，則新產生的圖形會疊加在原有圖形的上面；若是設

定為 off ，則原有的圖形會被新產生的圖形覆蓋掉。

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4.用Matlab繪圖 (附 )資料來源：參考書目[1]