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发表于 2019-3-14 07:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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matlab阅读资料. D6 z# I9 l: [: P4 `+ x; X* k7 |
7 ^8 z; }- Q% \6 l# I4 R

& u8 `7 b, A5 J$ o( n; _) H: HMatlab 编程必备手册5 f! z9 x. O0 v0 Z. _( {
: O! v( s# i, S' Y7 \5 M" @% u" z
二.常用函数举例
) O& a* M  ?- Y以下我们针对每个函数举例。5 y; `; B; o) G
当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:
* {5 p5 a3 Q3 l, R0 P' _8 e7 V* Qclose all; % 关闭所有的图形视窗. l# H# i7 D/ M/ _+ k
x=1:10;  G7 E: q+ x# q" e8 I! e
y=rand(size(x));- ]# C7 ~- Y9 Z; G0 U0 _) j' _
bar(x,y);
! `9 Z* ]* o/ @9 n8 m6 @: C如果已知资料的误差量,就可用 errorbar 来表示。下例以单位标准差来做& S4 t1 k! Y6 Y' L. F" T* c$ Q# H: x, T/ f
资料的误差量:. B/ W4 u; C% s
x = linspace(0,2*pi,30);  I/ s' h5 h( `6 h- I8 G7 v6 x
y = sin(x);+ G! R4 D6 [0 Y
e = std(y)*ones(size(x));
$ m1 l9 e/ h/ [) \errorbar(x,y,e)' U1 b) i- W# Z: U9 t9 Y: d+ y' G
对於变化剧烈的函数,可用 fplot 来进行较精确的绘图,会对剧烈变化处进
6 U1 ?7 N  H# N2 o# K行较密集的取样,如下例:# f! f. H2 S! ?5 F
fplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
; p- n+ A, O- d- S若要产生极座标图形,可用 polar:4 o1 q3 {- {# t  F& G- M# c
theta=linspace(0, 2*pi);
5 M) D& v6 n# @$ K) L' t& Z% U# rr=cos(4*theta);
9 [& Y1 r7 Z  @" V$ K% Ypolar(theta, r);
7 `  K3 r- q; r" ~! g. L) K6 _对於大量的资料,我们可用 hist 来显示资料的分 情况和统计特性。下面6 {' q, N, U7 P
几个命令可用来验证 randn 产生的高斯乱数分 :
. p2 g6 V" n( Q5 A3 @x=randn(5000, 1); % 产生 5000 个 ?=0, ?=1 的高斯乱数
, H6 z) K' x! N  uhist(x,20); % 20 代表长条的个数2 n- T$ k& Z6 T7 u  x3 G" t5 P
rose 和 hist 很接近,只不过是将资料大小视为角度,资料个数视为距离, ?⒂眉昊嬷票硎荆?' J; Y& v& C; j0 x" ~0 o# y7 \
x=randn(1000, 1);8 p/ @6 i$ G; x/ Q  b
rose(x);
! m5 P4 z/ N! ustairs 可画出阶梯图:- n( u' j& z) v+ N+ F- @( z+ _- S# \
x=linspace(0,10,50);
: I; x* s, A$ D+ i4 N! ^8 Ky=sin(x).*exp(-x/3);
* X- F8 E' G3 E, nstairs(x,y);
& o/ f" {0 T; d$ H* P. lstems 可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:; _# U0 U+ G* v. Y6 x
x=linspace(0,10,50);
! ^7 I9 {' n$ W6 Dy=sin(x).*exp(-x/3);
4 ?, a/ m; P! W% p4 ystem(x,y);
, `2 M. o* H. }5 [( e( Q: Lstairs 将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:2 p2 u- X( r8 r' S1 V3 H& z$ v
x=linspace(0,10,50);7 X/ T! Q+ \6 S! ?- w% e
y=sin(x).*exp(-x/3);8 M3 F& G/ D7 n2 D
fill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色
' w" r5 X  n- T! S2 Qfeather 将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
; |; g/ h% _3 b! ytheta=linspace(0, 2*pi, 20);+ I; q3 D1 P* X+ E, k/ q; ]2 M
z = cos(theta)+i*sin(theta);/ i) c2 G2 E5 n9 ^$ i/ c
feather(z);
) R: Z3 r# t* t0 I% y* ^2 fcompass 和 feather 很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:
0 p( T! D1 y' Itheta=linspace(0, 2*pi, 20);
" N" |* g- L( n" v9 h6 c7 nz = cos(theta)+i*sin(theta);9 r7 c3 W. Q( c; e5 h6 A
compass(z);# ^  v- S4 i' Z+ f
--" h: T6 r% b+ x" w
3.基本 XYZ 立体绘图命令
0 x+ @/ n; {9 u在科学目视表示( Scientific visualization)中,三度空间的立体图是
: p4 J2 P! C5 }5 q一个非常重要的技巧。本章将介绍 MATLAB 基本 XYZ 三度空间的各项绘图命
  F8 P7 G# C$ t& U# E令。8 [6 ^. Z; s# }. `7 p2 y/ ?$ z
mesh 和 plot 是三度空间立体绘图的基本命令, mesh 可画出立体网状图,
, X" g6 s1 V' r9 u" ?plot 则可画出立体曲面图,两者产生的图形都会依高度而有不同颜色。下
) [; o6 C$ x! z5 q/ Z& B2 c2 q列命令可画出由函数 形成的立体网状图:
5 [# _& E5 d/ l( R& u# V% ]/ Lx=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点  q" P! G, R! {6 Y: `  y5 b
y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点
& O. S9 {% \: C' F- E9 W  b[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵; Z% C: T1 m( i8 K4 f- E6 P$ {
zz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值, zz 也是 21x21 的矩阵
0 D0 p4 p" |* Z- b% H" Jmesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图
% p3 A: i% m& w) ssuRF 和 mesh 的用法类似:8 j: `6 C. J5 F1 c1 B# q% h
x=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点" P' S  b* e2 s! T3 }8 W
y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点3 w, E8 U1 G: g3 b. M' T
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵
; A& Y' N# L( r" {# y& D% nzz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值, zz 也是 21x21 的矩阵
* p+ U" D5 s! }9 Rsurf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图: Q% J; C0 z' w' s7 M3 }
为了方便测试立体绘图, MATLAB 提供了一个 peaks 函数,可产生一个凹凸有
9 v# K" b% _8 s1 Q致的曲面,包含了三个局部极大点及三个局部极小点,其方程式为:/ v5 b: l- R3 G/ \2 \
要画出此函数的最快方法即是直接键入 peaks:1 ^6 ]: Y. u0 \& z5 J& \' E9 f6 h" I
peaks' U! i. n4 W5 L/ q7 h4 r' ^# T
z = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...
  O4 s$ r% K. ~. e" f" r# o4 h* P% }- 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ...
: l& ~$ K1 R$ t- 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)( C9 X4 i# j1 O' p
我们亦可对 peaks 函数取点,再以各种不同方法进行绘图。 meshz 可将曲面
* l+ k) w* ^1 r$ {- D# Z0 D加上围裙:2 q, p* ^! N& ?5 g: B+ u
[x,y,z]=peaks;
" Q) [4 T& e8 a, l5 z% Gmeshz(x,y,z);  r( ?: ?: l" w$ G
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
1 |# u4 y  ^0 K0 H- \. Q5 awaterfall 可在 x 方向或 y 方向产生水流效果:+ c8 x  M8 c4 Q7 L# ]6 l7 r% @
[x,y,z]=peaks;
( D# E& D8 M. s: Y) x3 Bwaterfall(x,y,z);4 N: o6 Y: o* j. l7 y( C* {
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);" M7 W$ ?2 p& y. @8 w% Q% c7 D9 g
下列命令产生在 y 方向的水流效果:
; H+ t- a* x; K1 v[x,y,z]=peaks;# r1 I! J6 C$ k5 f1 ~/ T" ~9 [
waterfall(x',y',z');
  F( t0 u$ P2 i( L) d% saxis([-inf inf -inf inf -inf inf]);! y* A* D0 H( R
meshc 同时画出网状图与等高线:
0 d1 T  l+ e1 L5 ~[x,y,z]=peaks;2 V8 e9 Z# [' C' W/ b
meshc(x,y,z);
2 U) }$ Z: `) V' X( Qaxis([-inf inf -inf inf -inf inf]);( P6 D+ a) ~4 c( H3 G, P
surfc 同时画出曲面图与等高线:' X% H- ^; A- j' {
[x,y,z]=peaks;
7 S8 M7 C, F1 l. w/ h# p# J0 isurfc(x,y,z);& V* m6 g  Q& p, `+ b& }2 {/ ~
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);4 x# L% Z( q0 ?% r' S" n
contour3 画出曲面在三度空间中的等高线:
3 z8 S/ A) Y$ H& C1 ]$ hcontour3(peaks, 20);
; T+ ?+ j3 }: o: s, Raxis([-inf inf -inf inf -inf inf]);0 A( {) Q2 s3 g1 ]
contour 画出曲面等高线在 XY 平面的投影:% `# a) q' |2 |: R) O( [) g
contour(peaks, 20);
7 ?4 j: w  j* gplot3 可画出三度空间中的曲线:/ s, V; ~/ G7 D, B1 T
t=linspace(0,20*pi, 501);; d* |; B  L: B5 `5 E
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);
; O0 k: l: w1 \1 l  k/ T* y亦可同时画出两条三度空间中的曲线:
0 T) r; ?5 u- A$ z6 e5 Bt=linspace(0, 10*pi, 501);. Z  z5 |- o! l- S
plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);
7 @( m& @  e* r; ^y(2:4)-1 % 取出 y 的第二至第四个元素来做运算
& \; p* ]6 m7 `: j5 B- B) Z同样的方法可用於产生公差为 1 的等差数列: x = 7:161 ]0 ?+ G, n6 j
x = 7:3:16 % 公差为 3 的等差数列  Q9 A9 z# K/ H3 n4 Y. {$ X; ]
x = linspace(4, 10, 6) % 等差数列:首项为 4,末项为 10,项数为 6
$ ^3 P: `! O+ F* ^若要重新安排矩阵的形状,可用 reshape 命令: B = reshape(A, 4, 2) % 4 是新矩阵的列数, 2/ j) k% Q: Y: C: P+ R1 _* E& h
是新矩阵的行数* y5 W" r1 w/ p# Z; }5 }2 a
举例来说,下列命令会产生一个长度为 6 的调和数列( HARMonic8 T) r) v2 Z' j$ }9 @" N
sequence):. W5 h' R2 _- S( m; t2 _
x = zeros(1,6); % x 是一个 16 的零矩阵4 S1 b& y, U7 c( f5 H+ n
for i = 1:6,* G0 @( u1 p0 c) }8 v' L# z
x(i) = 1/i;
- z; i0 B+ p" w: C- q2 Eend
0 C: }1 |: K& v1 G8 H" Rfor 圈可以是多层的,下例产生一个 16 的 Hilbert 矩阵 h,其中为於第 i! q  w+ D% M+ n6 r' g  Q
列、第 j 行的元素为:
  O; d0 @5 s- ]' \h = zeros(6);
. O& e5 E5 h6 ~) o; f$ Mfor i = 1:6,
. R9 ^  G  N" w' I. f# z! s9 Q& ^for j = 1:6,  H% b: r, K0 _& t7 s: u/ p
h(i,j) = 1/(i+j-1);) V9 M( Z4 [8 Q7 H4 ]
end
* o+ b. U' o- Aend
; L) p( {$ t% t/ J! ^' Gformat rat % 使用分数来表示数值
9 h( d* Z9 d4 F  {7 P>>disp(x)$ c0 y1 G4 _9 z$ g  s7 P. g+ w0 }
1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6- N8 h* d; O" E- t2 `
function output = fact(n)
6 K- H4 A0 L, g. a% @, {4 V% FACT Calculate factorial of a given positive integer.+ r3 g# R2 w/ x/ q! U
output = 1;
# x$ \1 B. D+ a2 [/ Nfor i = 1:n,6 Q# u5 E! ?5 Z5 q
output = output*i;
. s) y# {5 _- uend  F( L7 u% a2 v' s# @8 Z4 }) f  I
其中 fact 是函数名, n 是输入引数, output 是输出引数,而 i 则是此函数用
6 E( M2 {$ o: H" d到的暂时变数。要使用此函数,直接键入函数名及适当输入引数值即可:
$ f) K: y4 p; p8 I- _; qMATLAB 的函数也可以是递式的( Recursive),也就是说,一个函数可以$ P8 J; \; y; a3 z
呼叫它本身。举例来说, n! =n*(n-1)!,因此前面的阶乘函数可以改成递式的写法:
$ D5 |: w6 Y# y& i( E; M0 T1 Rfunction output = fact(n)% FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively.- b- e5 D8 M7 r1 O
if n == 1, % Terminating condition
/ r6 D# l$ X' h; O' q: ?/ y" ?8 joutput = 1;
+ J0 M% {3 @2 p% L! ]1 Kreturn;
; O# I' P( D2 ]- Z7 V7 }/ uend6 u6 L' e8 k. j$ s" _
output = n*fact(n-1);+ h. A* Y7 ^3 O' \
在写一个递函数时,一定要包含结束条件( Terminating
& j7 X  s2 Q# x. C& Bcondition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的
  E% U+ u1 f3 B" w0 D% r# O0 c记忆体被耗尽为止。以上例而言, n==1 即满足结束条件,此时我们直接将" y  d9 e" d1 O& O4 c+ G' {& E
output 设为 1,而不再呼叫此函数本身。

$ Q( v# q% ^0 C3 P# F

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发表于 2019-3-14 09:56 | 只看该作者
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