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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2 X- e; N2 w* P& A
1 C% p. g6 D5 c6 d$ n9 {; F
- B4 U+ k; d: j  c. m9 U
Matlab 编程必备手册
' {; a: T4 y) R% J, [0 O, r% c$ K4 I3 V" S; B7 q
二.常用函数举例
5 X& ^+ v  m& T; l! o+ }( k以下我们针对每个函数举例。" l, ~' e9 H& i7 J. t2 v" y7 ^
当资料点数量不多时,长条图是很适合的表示方式:- ^) K/ e  @- k7 r8 e
close all; % 关闭所有的图形视窗
0 J) R; r" @3 O) n. _, \x=1:10;, h3 L. [; B0 Z  q& ^
y=rand(size(x));
* C7 N; x2 p: }" d+ a+ m: Kbar(x,y);. u5 e: r# e. F: {
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
4 |4 ?5 v; D) [$ h0 ?1 g资料的误差量:
. q( s6 O5 w7 qx = linspace(0,2*pi,30);  G+ y; U; K) ^, n7 F
y = sin(x);
/ D! `& G$ }$ Fe = std(y)*ones(size(x));2 h$ A9 w- L* N- r& F0 J4 \1 l
errorbar(x,y,e)
3 e- ~3 x- Z4 B' p7 d/ c1 T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 v( h& y/ M, l* x/ @+ D  N
行较密集的取样,如下例:
- l1 |7 t, g5 O) p" [6 C0 Afplot('sin(1/x)', [0.02 0.2]); % [0.02 0.2]是绘图范围
3 ^7 _5 M* k* I' D( S7 y& u若要产生极座标图形,可用 polar:8 p9 f* H( `* q" o, H! ~0 G
theta=linspace(0, 2*pi);
6 Q. A$ m/ a' g% l0 k, P# ]' s+ yr=cos(4*theta);
4 C( C( J" E2 f' h7 Upolar(theta, r);- q9 |0 d( h$ X6 b$ V4 U; f+ A
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% n8 Y" T, l4 s- G+ L+ G0 E
几个命令可用来验证 randn 产生的高斯乱数分 :4 |  s/ Y& \% F" Q) i' |
x=randn(5000, 1); % 产生 5000 个 ?=0, ?=1 的高斯乱数
$ C( v, W" H# |hist(x,20); % 20 代表长条的个数
) B% |* ]* o5 v* H- g5 }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?
. m& G8 V0 c) x! x2 C( {: kx=randn(1000, 1);
/ {- R% t8 n+ O( Qrose(x);% M' m- W& \+ n) W# t, j. `8 D) [
stairs 可画出阶梯图:
" M% o* M& A: B8 R5 |4 X6 Ux=linspace(0,10,50);0 |4 ]1 F& a3 {1 _4 }4 t
y=sin(x).*exp(-x/3);
. n2 `, a6 Y3 _/ O6 f0 u' Rstairs(x,y);
3 r. Z8 _$ U) l; Istems 可产生针状图,常被用来绘制数位讯号:, _5 J8 M9 b& N* L5 ^9 R
x=linspace(0,10,50);, n9 O& `7 f8 J7 F
y=sin(x).*exp(-x/3);  H0 A; T  m/ Y0 V
stem(x,y);
# O5 _" X4 U  E' ~2 z! Q3 P! ]  R) O) Bstairs 将资料点视为多边行顶点,并将此多边行涂上颜色:
3 y8 Q+ Z7 Q; }x=linspace(0,10,50);5 h: X& J4 U6 ]5 o& t; x
y=sin(x).*exp(-x/3);
1 S) z+ R# g' P+ M6 Xfill(x,y,'b'); % 'b'为蓝色/ t2 p( Y/ l' U8 b6 A/ ~: f
feather 将每一个资料点视复数,并以箭号画出:
& s  L5 i" V$ O/ @# M8 gtheta=linspace(0, 2*pi, 20);" S) ^: \& N0 I, x  \4 X/ H- W# ?
z = cos(theta)+i*sin(theta);! i. i- L: ^& R- \- u! f  ]
feather(z);; P6 o$ F! g# u' ^2 t/ g  e6 l
compass 和 feather 很接近,只是每个箭号的起点都在圆点:
7 ~8 I2 [1 S" |, Ktheta=linspace(0, 2*pi, 20);
) \  P" c- \' G" `8 I, @2 Qz = cos(theta)+i*sin(theta);5 d- K3 L4 ?9 s$ T$ Z4 M% `
compass(z);. ~" ]& w/ _2 z. F+ ~$ G; C% c
--- u2 L- c, v% {7 E3 E) D
3.基本 XYZ 立体绘图命令
. i% {$ ^+ ^3 Q* G1 z; {- U在科学目视表示( Scientific visualization)中,三度空间的立体图是
3 u+ U' ?7 L: [0 z& {+ P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
9 Z- @& C, r* B% |令。
* V7 u$ G1 m) Q; a4 K5 rmesh 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,$ o/ D1 @% E) a8 ^  _
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* U8 K3 ?! x2 @6 h2 L- \7 y
列命令可画出由函数 形成的立体网状图:
# }' J5 C. s8 H( Lx=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点+ @& \' h& _2 A6 h1 [
y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点
1 r3 {! z) ]* k# j" M. x7 ~" d[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵
4 L. F8 V2 z0 j5 f8 Xzz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值, zz 也是 21x21 的矩阵
6 n, \3 {) g9 U4 Q" t& B6 [/ Q& lmesh(xx, yy, zz); % 画出立体网状图
+ A) |5 k6 ~! h/ N4 W: q% j/ psuRF 和 mesh 的用法类似:! n0 C' j. W+ f* `/ F
x=linspace(-2, 2, 25); % 在 x 轴上取 25 点; a, A- i5 l+ Q5 c! S: c1 f9 h
y=linspace(-2, 2, 25); % 在 y 轴上取 25 点8 t; N$ O# U! n
[xx,yy]=meshgrid(x, y); % xx 和 yy 都是 21x21 的矩阵
" P; U8 M$ z1 L3 H3 X: W: j/ lzz=xx.*exp(-xx.^2-yy.^2); % 计算函数值, zz 也是 21x21 的矩阵
! c6 z( c* E8 w! ^: Z2 [4 r5 G9 |surf(xx, yy, zz); % 画出立体曲面图8 W) Q8 A, r  J6 v. ?% l& |6 u
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8 _8 H' S! ^. d" t, ]$ h) _9 ]5 H
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:% F$ C6 A( a* ^- n3 |' C/ }8 V
要画出此函数的最快方法即是直接键入 peaks:7 E! U  k) E3 J9 }0 \- k
peaks
0 [" x7 f1 ^- g6 Oz = 3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2) - (y+1).^2) ...) j- S  A1 E" A
- 10*(x/5 - x.^3 - y.^5).*exp(-x.^2-y.^2) ...
4 b! U0 W# q3 l. E, p: x0 G* g5 e9 o- 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2)
' u5 w; F2 H5 E0 t6 g0 z4 D9 q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3 Q) [( f. B' y0 ]& u9 P" ?
加上围裙:
# ^2 P9 J+ J# i- U1 R: |[x,y,z]=peaks;
. e' D6 i$ p9 W/ lmeshz(x,y,z);: t( S6 N5 n9 u- y( ~9 b0 h: h
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
8 B5 j2 L& J1 l5 ?  n/ bwaterfall 可在 x 方向或 y 方向产生水流效果:! z, o; F$ r; o2 E0 x
[x,y,z]=peaks;
  Z4 R; f* A+ p1 ~7 owaterfall(x,y,z);
8 |1 u1 t' X. S0 n. G: saxis([-inf inf -inf inf -inf inf]);* N5 A) I& ]* R2 c1 e0 c! H' }
下列命令产生在 y 方向的水流效果:
6 o0 V' Z' i0 l2 H8 J5 l1 B# G" \4 x[x,y,z]=peaks;, x! V" z5 p0 N$ ^: u/ \' A
waterfall(x',y',z');2 }% a0 N- V" b6 u, [8 M5 P. N
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
! [; P" P6 C- J: R* p3 Wmeshc 同时画出网状图与等高线:
! l( u8 k% n# w/ V$ r; @' q, m[x,y,z]=peaks;
# x% K2 a* e) ^9 P' X4 {; Tmeshc(x,y,z);
5 S- X$ @6 K5 P. S6 n- naxis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
( a! h+ p. O1 Nsurfc 同时画出曲面图与等高线:
+ t  F& d8 l6 R2 G[x,y,z]=peaks;& A0 }/ D/ b$ g8 T
surfc(x,y,z);- z) j( d( Q9 J) a8 X2 i
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);
, B, o) o  q: a2 o8 f7 N. lcontour3 画出曲面在三度空间中的等高线:
2 X% k# C+ {6 L4 a7 G4 G: V# Kcontour3(peaks, 20);1 U* C7 ^* ?$ ^: P6 b
axis([-inf inf -inf inf -inf inf]);$ t7 A" U6 K% o
contour 画出曲面等高线在 XY 平面的投影:
  C4 |& X3 v7 o: j! x  tcontour(peaks, 20);: p, E+ q8 _; w# G# X1 k* r
plot3 可画出三度空间中的曲线:7 L# [) V0 W6 d4 b( B
t=linspace(0,20*pi, 501);
% X% u! v7 j" I3 N5 [4 cplot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t);3 p5 [# M: C) P9 Z
亦可同时画出两条三度空间中的曲线:
5 P" p* V: n( u+ g8 D* Zt=linspace(0, 10*pi, 501);
/ U8 n/ g; D9 {7 n2 J0 _9 |plot3(t.*sin(t), t.*cos(t), t, t.*sin(t), t.*cos(t), -t);( I1 e7 g0 F4 c! I: O2 L( \* `
y(2:4)-1 % 取出 y 的第二至第四个元素来做运算
9 I" T& X( v/ r) y6 v' q同样的方法可用於产生公差为 1 的等差数列: x = 7:16+ D$ B1 D3 M+ V
x = 7:3:16 % 公差为 3 的等差数列2 {+ R  W! I6 ]# B
x = linspace(4, 10, 6) % 等差数列:首项为 4,末项为 10,项数为 6* M/ h9 J1 S* X% L  f: |2 I
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
4 V8 l8 C+ {2 n是新矩阵的行数
6 H9 E7 R9 ?" f举例来说,下列命令会产生一个长度为 6 的调和数列( HARMonic
5 o$ H; F8 @/ g4 \6 rsequence):9 {: e9 t4 R  i
x = zeros(1,6); % x 是一个 16 的零矩阵$ C7 o9 X% H6 N& |% G
for i = 1:6,, ^0 j0 E3 L  I: H4 Q
x(i) = 1/i;
3 A/ B# x) ~& Fend
& a  I4 D( M" |% S" V4 j! D1 @0 gfor 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
/ f& e# s; M9 a% h列、第 j 行的元素为:
7 x4 u1 t* K1 y: {" x. M2 vh = zeros(6);
2 L" D) v/ K/ w4 ]for i = 1:6,0 r6 w  [. Y7 f; I8 \
for j = 1:6,
" K) n! S- E0 P' T( Vh(i,j) = 1/(i+j-1);4 x) h! V2 F4 z5 a9 P% m
end
, B: H3 B( X; Uend# c3 N$ M3 R0 `% b% C
format rat % 使用分数来表示数值
8 I2 L1 A, t& I6 s. x) I>>disp(x)
7 ]5 Z7 Z  I) w; K0 I: x1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/64 B, S3 I9 D# Y* m. g: z8 q
function output = fact(n)0 ~" x" W5 j& t8 u
% FACT Calculate factorial of a given positive integer.
! V, B1 R8 K( s2 I( Y2 Coutput = 1;* H# q+ M6 m5 R- }0 W- c1 h! p
for i = 1:n,
- W4 f+ a- j; G7 ~output = output*i;) J3 L- D( X9 }' F* g0 R
end8 i4 q9 q, A4 |9 l# S4 N
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' |- n0 M; E( k
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:
! F2 w( F- M& r, V1 w- vMATLAB 的函数也可以是递式的( Recursive),也就是说,一个函数可以
* e5 `$ u& A. v/ [6 M2 e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:& p9 [. o: C# H( m- z/ K
function output = fact(n)% FACT Calculate factorial of a given positive integer recursively.
0 }4 @. o" Z- Y% Gif n == 1, % Terminating condition/ ]  y1 Y, b8 e) T( U+ D6 M
output = 1;
6 P" f: |1 t  o0 I. Ireturn;5 n  J2 k% W9 Z# ]. I1 f, Z
end
9 S5 g. z) S7 Z* Xoutput = n*fact(n-1);& |! @3 ~: R5 h
在写一个递函数时,一定要包含结束条件( Terminating* ~/ h, ~( M; ?
condition),否则此函数将会一再呼叫自己,永远不会停止,直到电脑的, w* ]& y9 X! B7 O  y9 D% G
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
; z$ Q' n# z7 Ioutput 设为 1,而不再呼叫此函数本身。

) h% x6 U. h+ [8 L6 [

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发表于 2019-3-14 09:56 | 只看该作者
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