MATLAB7编程指南：英文原版电子书

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"MatLab7_Programming英文原版电子书.pdf" 本书《MATLAB Programming》是针对MATLAB Version 7的编程指南，旨在教授读者如何有效地利用MATLAB这一技术计算语言进行程序设计和开发。MATLAB是MathWorks公司开发的一款强大的数值计算软件，广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发、模型创建等多个领域。 MATLAB编程的核心概念包括以下几个方面： 1. **基础语法**：MATLAB使用向量和矩阵作为基本操作单元，因此理解向量和矩阵的运算规则至关重要。书中会详细介绍变量定义、数据类型（如整型、浮点型、复数）、运算符以及控制结构（如if-else语句、for和while循环）。 2. **函数与脚本**：MATLAB中的函数可以用来封装代码，提高代码的可重用性。脚本（M文件）是不含函数定义的MATLAB程序，可以包含命令行和变量赋值。书中会解释如何编写和调用函数，以及如何组织脚本文件。 3. **数组和矩阵操作**：MATLAB的强大之处在于其内建的矩阵运算功能，如线性代数运算、数组函数和索引操作。这些内容对于进行科学计算尤其关键。 4. **图形绘制**：MATLAB提供了丰富的图形界面，用户可以通过命令生成各种2D和3D图形，如散点图、线图、条形图和表面图。书中会涵盖图形的创建、编辑和标注。 5. **文件输入输出**：学习如何读取和写入文本文件、二进制文件，以及如何处理CSV、Excel等数据格式，是实际应用中必不可少的技能。 6. **高级特性**：MATLAB支持面向对象编程、单元测试、并行计算和实时执行环境等高级特性，这些内容可能在进阶章节中涉及。 7. **工具箱**：MathWorks提供了一系列专业工具箱，如信号处理、控制系统、图像处理等，这些工具箱扩展了MATLAB的功能，让特定领域的应用更为便捷。 8. **技术支持与社区**：书中会介绍如何联系MathWorks获取技术支持，以及如何通过MATLAB Central、新闻组和论坛等途径寻求帮助和分享代码。 9. **版权与法律**：书中强调了电子书的版权信息，提醒用户仅限于学习和参考，不得用于商业目的，且鼓励用户购买正版以支持软件开发者。通过阅读此书，读者不仅能掌握MATLAB的基本编程技巧，还能了解MATLAB在科研和工程中的应用，提升问题解决能力。对于想要深入学习MATLAB的计算机科学家、工程师和学生来说，这是一份非常有价值的参考资料。

xiv Contents

Scheduling Program Execution with Timers

Using a MATLAB Timer Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-2

Example: Displaying a Message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-3

Creating Timer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-4

Timer Object Naming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-5

Working with Timer Object Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-6

Retrieving the Value of Timer Object Properties . . . . . . . . . . . . 9-6

Setting the Value of Timer Object Properties . . . . . . . . . . . . . . 9-7

Starting and Stopping Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

Starting a Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9

Starting a Timer at a Specified Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

Stopping Timer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10

Blocking the MATLAB Command Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11

Creating and Executing Callback Functions . . . . . . . . . . . . 9-13

Associating Commands with Timer Object Events . . . . . . . . . 9-13

Creating Callback Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-14

Specifying the Value of Callback Function Properties . . . . . . 9-16

Timer Object Execution Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-18

Executing a Timer Callback Function Once . . . . . . . . . . . . . . . 9-18

Executing a Timer Callback Function Multiple Times . . . . . . 9-19

Handling Callback Function Queuing Conflicts . . . . . . . . . . . 9-20

Deleting Timer Objects from Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-22

Testing the Validity of a Timer Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-22

Deleting All Existing Timer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-22

Finding All Timer Objects in Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-23

Finding Invisible Timer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-23

Improving Performance and Memory Usage

Analyzing Your Program’s Performance . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

The M-File Profiler Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

Stopwatch Timer Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-2

Techniques for Improving Performance . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

Vectorizing Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-4

Preallocating Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-7

Coding Loops in a MEX-File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9

Assigning to Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9

Operating on Real Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10

Using Appropriate Logical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10

Overloading Built-In Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11

Functions Are Generally Faster Than Scripts . . . . . . . . . . . . 10-11

Load and Save Are Faster Than File I/O Functions . . . . . . . 10-11

Avoid Large Background Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11

Making Efficient Use of Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12

Memory Management Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12

Preallocating Arrays to Reduce Fragmentation . . . . . . . . . . . 10-13

Enlarging Arrays with repmat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13

Working with Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13

Converting Full Matrices into Sparse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15

Structure of Arrays vs. Array of Structures . . . . . . . . . . . . . . 10-15

Working with Large Amounts of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15

Resolving “Out of Memory” Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16

General Suggestions For Reclaiming Memory . . . . . . . . . . . . 10-16

Compressing Data in Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16

Increasing System Swap Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-17

Freeing Up System Resources on Windows Systems . . . . . . . 10-18

Reloading Variables on UNIX Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18

xvi Contents

Programming Tips

Command and Function Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

Syntax Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

Command and Function Syntaxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

Command Line Continuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-3

Completing Commands Using the Tab Key . . . . . . . . . . . . . . . 11-4

Recalling Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-4

Clearing Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

Suppressing Output to the Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-5

Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-6

Using the Help Browser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-6

Help on Functions from the Help Browser . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

Help on Functions from the Command Window . . . . . . . . . . . 11-7

Topical Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-7

Paged Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

Writing Your Own Help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-8

Help for Subfunctions and Private Functions . . . . . . . . . . . . . 11-9

Help for Methods and Overloaded Functions . . . . . . . . . . . . . . 11-9

Development Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

Workspace Browser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

Using the Find and Replace Utility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-10

Commenting Out a Block of Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-11

Creating M-Files from Command History . . . . . . . . . . . . . . . 11-11

Editing M-Files in EMACS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-11

M-File Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

M-File Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

Using Lowercase for Function Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-12

Getting a Function’s Name and Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-13

What M-Files Does a Function Use? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-13

Dependent Functions, Built-Ins, Classes . . . . . . . . . . . . . . . . 11-13

Function Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-14

Getting the Input and Output Arguments . . . . . . . . . . . . . . . 11-14

Variable Numbers of Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-14

String or Numeric Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-15

xvii

Passing Arguments in a Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-15

Passing Arguments in a Cell Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-15

Program Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-16

Planning the Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-16

Using Pseudo-Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-16

Selecting the Right Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-16

General Coding Practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-17

Naming a Function Uniquely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-17

The Importance of Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-17

Coding in Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-18

Making Modifications in Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-18

Functions with One Calling Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-18

Testing the Final Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-18

Debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-19

The MATLAB Debug Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-19

More Debug Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-19

The MATLAB Graphical Debugger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-20

A Quick Way to Examine Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-20

Setting Breakpoints from the Command Line . . . . . . . . . . . . 11-21

Finding Line Numbers to Set Breakpoints . . . . . . . . . . . . . . . 11-21

Stopping Execution on an Error or Warning . . . . . . . . . . . . . 11-21

Locating an Error from the Error Message . . . . . . . . . . . . . . 11-21

Using Warnings to Help Debug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-22

Making Code Execution Visible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-22

Debugging Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-22

Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-23

Rules for Variable Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-23

Making Sure Variable Names Are Valid . . . . . . . . . . . . . . . . 11-23

Don’t Use Function Names for Variables . . . . . . . . . . . . . . . . 11-24

Checking for Reserved Keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-24

Avoid Using i and j for Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-24

Avoid Overwriting Variables in Scripts . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-25

Persistent Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-25

Protecting Persistent Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-25

Global Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-26

xviii Contents

Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-27

Creating Strings with Concatenation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-27

Comparing Methods of Concatenation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-27

Store Arrays of Strings in a Cell Array . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-28

Converting Between Strings and Cell Arrays . . . . . . . . . . . . 11-28

Search and Replace Using Regular Expressions . . . . . . . . . . 11-29

Evaluating Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-30

Find Alternatives to Using eval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-30

Assigning to a Series of Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-30

Short-Circuit Logical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-31

Changing the Counter Variable within a for Loop . . . . . . . . . 11-31

MATLAB Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-32

Precedence Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-32

File Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-33

Adding a Directory to the Search Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-33

Handles to Functions Not on the Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-33

Making Toolbox File Changes Visible to MATLAB . . . . . . . . 11-34

Making Nontoolbox File Changes Visible to MATLAB . . . . . 11-35

Change Notification on Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-35

Program Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-36

Using break, continue, and return . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-36

Using switch Versus if . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-37

MATLAB case Evaluates Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-37

Multiple Conditions in a case Statement . . . . . . . . . . . . . . . . 11-37

Implicit Break in switch-case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-38

Variable Scope in a switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-38

Catching Errors with try-catch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-38

Nested try-catch Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-39

Forcing an Early Return from a Function . . . . . . . . . . . . . . . 11-39

Save and Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-40

Saving Data from the Workspace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-40

Loading Data into the Workspace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-40

Viewing Variables in a MAT-File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-41

Appending to a MAT-File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-41

Save and Load on Startup or Quit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-42

Saving to an ASCII File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-42

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粉丝: 46

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