MATLAB电子教程：深入语法与功能详解

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Matlab.PDF电子教程是一份详尽的资源，专门针对想要学习和掌握Matlab编程语言的人。该教程深入浅出地介绍了Matlab的基础知识，包括其版本7的特性和语法结构，让读者能够快速上手并进行技术计算。Matlab是一种强大的数值计算环境，被广泛应用于工程、科学和数据分析等领域。在学习过程中，教程首先强调了如何通过MathWorks官网（www.mathworks.com）获取最新支持和服务，例如访问新sgroup "comp.soft-sys.matlab" 进行问题交流，或者通过support@mathworks.com、suggest@mathworks.com等邮箱地址获取技术支持和产品改进建议。此外，还提供了bug报告和文档错误报告的渠道，以及查询订单状态、续费和获取passcode的支持热线和邮件地址。版权方面，Matlab软件的使用受到严格的许可证协议保护，任何复制或重印内容都必须在获得The MathWorks, Inc. 的书面许可后进行。联邦政府机构在采购该程序和文档时，也需要遵守特定的规定。本教程详细部分涵盖了编程的核心概念，可能包括变量和数据类型、矩阵运算、函数定义与调用、控制流语句（如if-else、for和while循环）、图形绘制以及数据处理等方面。通过实践中的示例和练习，读者可以逐步掌握Matlab的高效编程技巧，提升解决实际问题的能力。 Matlab.PDF电子教程是Matlab初学者和专业用户不可或缺的学习资料，它不仅教授理论知识，还提供了丰富的实战指导，有助于读者在技术计算的道路上不断进步。无论是为了学术研究还是工程应用，这份教程都能提供强大的支持。

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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