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| author | Geoff Liu <cangming.liu@gmail.com> | 2015-01-12 11:48:12 -0700 | 
|---|---|---|
| committer | Geoff Liu <cangming.liu@gmail.com> | 2015-01-12 11:48:12 -0700 | 
| commit | 87c89282551c40659173e6c2d14156a134d93415 (patch) | |
| tree | 086ec80e31d9e6208e0fac3689330a7e82a1cc5b | |
| parent | f1c91ba346ec28dd21c83ee2cebbd26e43100ddf (diff) | |
| parent | 6263dda6de1f9163a80a3ceab2a05666149e6a79 (diff) | |
Merge pull request #910 from sunxb10/master
Chinese translation of MATLAB tutorial
| -rw-r--r-- | zh-cn/matlab-cn.html.markdown | 491 | 
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 +language: Matlab
 +contributors:
 +    - ["mendozao", "http://github.com/mendozao"]
 +    - ["jamesscottbrown", "http://jamesscottbrown.com"]
 +translators:
 +    - ["sunxb10", "https://github.com/sunxb10"]
 +lang: zh-cn
 +---
 +
 +MATLAB 是 MATrix LABoratory (矩阵实验室)的缩写,它是一种功能强大的数值计算语言,在工程和数学领域中应用广泛。
 +
 +如果您有任何需要反馈或交流的内容,请联系本教程作者[@the_ozzinator](https://twitter.com/the_ozzinator)、[osvaldo.t.mendoza@gmail.com](mailto:osvaldo.t.mendoza@gmail.com)。
 +
 +```matlab
 +% 以百分号作为注释符
 +
 +%{
 +多行注释
 +可以
 +这样
 +表示
 +%}
 +
 +% 指令可以随意跨行,但需要在跨行处用 '...' 标明:
 + a = 1 + 2 + ...
 + + 4
 +
 +% 可以在MATLAB中直接向操作系统发出指令
 +!ping google.com
 +
 +who  % 显示内存中的所有变量
 +whos  % 显示内存中的所有变量以及它们的类型
 +clear  % 清除内存中的所有变量
 +clear('A')  % 清除指定的变量
 +openvar('A')  % 在变量编辑器中编辑指定变量
 +
 +clc  % 清除命令窗口中显示的所有指令
 +diary  % 将命令窗口中的内容写入本地文件
 +ctrl-c  % 终止当前计算
 +
 +edit('myfunction.m')  % 在编辑器中打开指定函数或脚本
 +type('myfunction.m')  % 在命令窗口中打印指定函数或脚本的源码
 +
 +profile on  % 打开 profile 代码分析工具
 +profile of  % 关闭 profile 代码分析工具
 +profile viewer  % 查看 profile 代码分析工具的分析结果
 +
 +help command    % 在命令窗口中显示指定命令的帮助文档
 +doc command     % 在帮助窗口中显示指定命令的帮助文档
 +lookfor command  % 在所有 MATLAB 内置函数的头部注释块的第一行中搜索指定命令
 +lookfor command -all  % 在所有 MATLAB 内置函数的整个头部注释块中搜索指定命令
 +
 +
 +% 输出格式
 +format short    % 浮点数保留 4 位小数
 +format long     % 浮点数保留 15 位小数
 +format bank     % 金融格式,浮点数只保留 2 位小数
 +fprintf('text') % 在命令窗口中显示 "text"
 +disp('text')    % 在命令窗口中显示 "text"
 +
 +
 +% 变量与表达式
 +myVariable = 4  % 命令窗口中将新创建的变量
 +myVariable = 4; % 加上分号可使命令窗口中不显示当前语句执行结果
 +4 + 6       % ans = 10 
 +8 * myVariable  % ans = 32 
 +2 ^ 3       % ans = 8 
 +a = 2; b = 3; 
 +c = exp(a)*sin(pi/2) % c = 7.3891
 +
 +
 +% 调用函数有两种方式:
 +% 标准函数语法:
 +load('myFile.mat', 'y') % 参数放在括号内,以英文逗号分隔
 +% 指令语法:
 +load myFile.mat y   % 不加括号,以空格分隔参数
 +% 注意在指令语法中参数不需要加引号:在这种语法下,所有输入参数都只能是文本文字,
 +% 不能是变量的具体值,同样也不能是输出变量
 +[V,D] = eig(A);  % 这条函数调用无法转换成等价的指令语法
 +[~,D] = eig(A);  % 如果结果中只需要 D 而不需要 V 则可以这样写
 +
 +
 +
 +% 逻辑运算
 +1 > 5  % 假,ans = 0
 +10 >= 10  % 真,ans = 1
 +3 ~= 4  % 不等于 -> ans = 1
 +3 == 3  % 等于 -> ans = 1
 +3 > 1 && 4 > 1  % 与 -> ans = 1
 +3 > 1 || 4 > 1  % 或 -> ans = 1
 +~1  % 非 -> ans = 0
 +
 +% 逻辑运算可直接应用于矩阵,运算结果也是矩阵
 +A > 5
 +% 对矩阵中每个元素做逻辑运算,若为真,则在运算结果的矩阵中对应位置的元素就是 1
 +A( A > 5 )
 +% 如此返回的向量,其元素就是 A 矩阵中所有逻辑运算为真的元素
 +
 +% 字符串
 +a = 'MyString'
 +length(a)  % ans = 8
 +a(2)  % ans = y
 +[a,a]  % ans = MyStringMyString
 +b = '字符串'  % MATLAB目前已经可以支持包括中文在内的多种文字
 +length(b)  % ans = 3
 +b(2)  % ans = 符
 +[b,b]  % ans = 字符串字符串
 +
 +
 +% 元组(cell 数组)
 +a = {'one', 'two', 'three'} 
 +a(1)  % ans = 'one' - 返回一个元组
 +char(a(1))  % ans = one - 返回一个字符串
 +
 +
 +% 结构体
 +A.b = {'one','two'};
 +A.c = [1 2];
 +A.d.e = false;
 +
 +
 +% 向量
 +x = [4 32 53 7 1] 
 +x(2)  % ans = 32,MATLAB中向量的下标索引从1开始,不是0
 +x(2:3)  % ans = 32 53
 +x(2:end)  % ans = 32 53 7 1
 +
 +x = [4; 32; 53; 7; 1]  % 列向量
 +
 +x = [1:10]  % x = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
 +
 +
 +% 矩阵
 +A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] 
 +% 以分号分隔不同的行,以空格或逗号分隔同一行中的不同元素
 +% A =
 +
 +%     1     2     3
 +%     4     5     6
 +%     7     8     9
 +
 +A(2,3) % ans = 6,A(row, column)
 +A(6) % ans = 8 
 +% (隐式地将 A 的三列首尾相接组成一个列向量,然后取其下标为 6 的元素)
 +
 +
 +A(2,3) = 42  % 将第 2 行第 3 列的元素设为 42
 +% A =
 +
 +%     1     2     3
 +%     4     5     42
 +%     7     8     9
 +
 +A(2:3,2:3)  % 取原矩阵中的一块作为新矩阵
 +%ans =
 +
 +%     5     42
 +%     8     9
 +
 +A(:,1)  % 第 1 列的所有元素
 +%ans =
 +
 +%     1
 +%     4
 +%     7
 +
 +A(1,:)  % 第 1 行的所有元素
 +%ans =
 +
 +%     1     2     3
 +
 +[A ; A]  % 将两个矩阵上下相接构成新矩阵
 +%ans =
 +
 +%     1     2     3
 +%     4     5    42
 +%     7     8     9
 +%     1     2     3
 +%     4     5    42
 +%     7     8     9
 +
 +% 等价于 
 +vertcat(A, A);
 +
 +
 +[A , A]  % 将两个矩阵左右相接构成新矩阵
 +
 +%ans =
 +
 +%     1     2     3     1     2     3
 +%     4     5    42     4     5    42
 +%     7     8     9     7     8     9
 +
 +% 等价于
 +horzcat(A, A);
 +
 +
 +A(:, [3 1 2])  % 重新排布原矩阵的各列
 +%ans =
 +
 +%     3     1     2
 +%    42     4     5
 +%     9     7     8
 +
 +size(A)  % 返回矩阵的行数和列数,ans = 3 3
 +
 +A(1, :) =[]  % 删除矩阵的第 1 行
 +A(:, 1) =[]  % 删除矩阵的第 1 列
 +
 +transpose(A)  % 矩阵转置,等价于 A'
 +ctranspose(A)  % 矩阵的共轭转置(对矩阵中的每个元素取共轭复数)
 +
 +
 +% 元素运算 vs. 矩阵运算
 +% 单独运算符就是对矩阵整体进行矩阵运算
 +% 在运算符加上英文句点就是对矩阵中的元素进行元素计算
 +% 示例如下:
 +A * B  % 矩阵乘法,要求 A 的列数等于 B 的行数
 +A .* B  % 元素乘法,要求 A 和 B 形状一致(A 的行数等于 B 的行数, A 的列数等于 B 的列数)
 +% 元素乘法的结果是与 A 和 B 形状一致的矩阵,其每个元素等于 A 对应位置的元素乘 B 对应位置的元素
 +
 +% 以下函数中,函数名以 m 结尾的执行矩阵运算,其余执行元素运算: 
 +exp(A)  % 对矩阵中每个元素做指数运算
 +expm(A)  % 对矩阵整体做指数运算
 +sqrt(A)  % 对矩阵中每个元素做开方运算
 +sqrtm(A)  % 对矩阵整体做开放运算(即试图求出一个矩阵,该矩阵与自身的乘积等于 A 矩阵)
 +
 +
 +% 绘图
 +x = 0:.10:2*pi;  % 生成一向量,其元素从 0 开始,以 0.1 的间隔一直递增到 2*pi(pi 就是圆周率)
 +y = sin(x);
 +plot(x,y)
 +xlabel('x axis')
 +ylabel('y axis')
 +title('Plot of y = sin(x)')
 +axis([0 2*pi -1 1])  % x 轴范围是从 0 到 2*pi,y 轴范围是从 -1 到 1
 +
 +plot(x,y1,'-',x,y2,'--',x,y3,':')  % 在同一张图中绘制多条曲线
 +legend('Line 1 label', 'Line 2 label')  % 为图片加注图例
 +% 图例数量应当小于或等于实际绘制的曲线数目,从 plot 绘制的第一条曲线开始对应
 +
 +% 在同一张图上绘制多条曲线的另一种方法:
 +% 使用 hold on,令系统保留前次绘图结果并在其上直接叠加新的曲线,
 +% 如果没有 hold on,则每个 plot 都会首先清除之前的绘图结果再进行绘制。
 +% 在 hold on 和 hold off 中可以放置任意多的 plot 指令,
 +% 它们和 hold on 前最后一个 plot 指令的结果都将显示在同一张图中。
 +plot(x, y1)
 +hold on
 +plot(x, y2)
 +plot(x, y3)
 +plot(x, y4)
 +hold off
 +
 +loglog(x, y)  % 对数—对数绘图
 +semilogx(x, y)  % 半对数(x 轴对数)绘图
 +semilogy(x, y)  % 半对数(y 轴对数)绘图
 +
 +fplot (@(x) x^2, [2,5])  % 绘制函数 x^2 在 [2, 5] 区间的曲线
 +
 +grid on  % 在绘制的图中显示网格,使用 grid off 可取消网格显示
 +axis square  % 将当前坐标系设定为正方形(保证在图形显示上各轴等长)
 +axis equal  % 将当前坐标系设定为相等(保证在实际数值上各轴等长)
 +
 +scatter(x, y);  % 散点图
 +hist(x);  % 直方图
 +
 +z = sin(x);
 +plot3(x,y,z);  % 绘制三维曲线
 +
 +pcolor(A)  % 伪彩色图(热图)
 +contour(A)  % 等高线图
 +mesh(A)  % 网格曲面图
 +
 +h = figure  % 创建新的图片对象并返回其句柄 h
 +figure(h)  % 将句柄 h 对应的图片作为当前图片
 +close(h)  % 关闭句柄 h 对应的图片
 +close all  % 关闭 MATLAB 中所用打开的图片
 +close  % 关闭当前图片
 +
 +shg  % 显示图形窗口
 +clf clear  % 清除图形窗口中的图像,并重置图像属性
 +
 +% 图像属性可以通过图像句柄进行设定
 +% 在创建图像时可以保存图像句柄以便于设置
 +% 也可以用 gcf 函数返回当前图像的句柄 
 +h = plot(x, y);  % 在创建图像时显式地保存图像句柄
 +set(h, 'Color', 'r')
 +% 颜色代码:'y' 黄色,'m' 洋红色,'c' 青色,'r' 红色,'g' 绿色,'b' 蓝色,'w' 白色,'k' 黑色
 +set(h, 'Color', [0.5, 0.5, 0.4])
 +% 也可以使用 RGB 值指定颜色
 +set(h, 'LineStyle', '--')
 +% 线型代码:'--' 实线,'---' 虚线,':' 点线,'-.' 点划线,'none' 不划线
 +get(h, 'LineStyle')
 +% 获取当前句柄的线型
 +
 +
 +% 用 gca 函数返回当前图像的坐标轴句柄
 +set(gca, 'XDir', 'reverse');  % 令 x 轴反向
 +
 +% 用 subplot 指令创建平铺排列的多张子图
 +subplot(2,3,1);  % 选择 2 x 3 排列的子图中的第 1 张图
 +plot(x1); title('First Plot')  % 在选中的图中绘图
 +subplot(2,3,2);  % 选择 2 x 3 排列的子图中的第 2 张图
 +plot(x2); title('Second Plot')  % 在选中的图中绘图
 +
 +
 +% 要调用函数或脚本,必须保证它们在你的当前工作目录中
 +path  % 显示当前工作目录
 +addpath /path/to/dir  % 将指定路径加入到当前工作目录中
 +rmpath /path/to/dir  % 将指定路径从当前工作目录中删除
 +cd /path/to/move/into  % 以制定路径作为当前工作目录
 +
 +
 +% 变量可保存到 .mat 格式的本地文件
 +save('myFileName.mat')  % 保存当前工作空间中的所有变量 
 +load('myFileName.mat')  % 将指定文件中的变量载入到当前工作空间 
 +
 +
 +% .m 脚本文件
 +% 脚本文件是一个包含多条 MATLAB 指令的外部文件,以 .m 为后缀名
 +% 使用脚本文件可以避免在命令窗口中重复输入冗长的指令
 +
 +
 +% .m 函数文件
 +% 与脚本文件类似,同样以 .m 作为后缀名
 +% 但函数文件可以接受用户输入的参数并返回运算结果
 +% 并且函数拥有自己的工作空间(变量域),不必担心变量名称冲突
 +% 函数文件的名称应当与其所定义的函数的名称一致(比如下面例子中函数文件就应命名为 double_input.m)
 +% 使用 'help double_input.m' 可返回函数定义中第一行注释信息
 +function output = double_input(x) 
 +    % double_input(x) 返回 x 的 2 倍
 +    output = 2*x;
 +end
 +double_input(6)  % ans = 12 
 +
 +
 +% 同样还可以定义子函数和内嵌函数
 +% 子函数与主函数放在同一个函数文件中,且只能被这个主函数调用
 +% 内嵌函数放在另一个函数体内,可以直接访问被嵌套函数的各个变量
 +
 +
 +% 使用匿名函数可以不必创建 .m 函数文件
 +% 匿名函数适用于快速定义某函数以便传递给另一指令或函数(如绘图、积分、求根、求极值等)
 +% 下面示例的匿名函数返回输入参数的平方根,可以使用句柄 sqr 进行调用:
 +sqr = @(x) x.^2;
 +sqr(10) % ans = 100
 +doc function_handle % find out more
 +
 +
 +% 接受用户输入
 +a = input('Enter the value: ')
 +
 +
 +% 从文件中读取数据
 +fopen(filename)
 +% 类似函数还有 xlsread(excel 文件)、importdata(CSV 文件)、imread(图像文件)
 +
 +
 +% 输出
 +disp(a)  % 在命令窗口中打印变量 a 的值
 +disp('Hello World')  % 在命令窗口中打印字符串
 +fprintf  % 按照指定格式在命令窗口中打印内容
 +
 +% 条件语句(if 和 elseif 语句中的括号并非必需,但推荐加括号避免混淆)
 +if (a > 15)
 +    disp('Greater than 15')
 +elseif (a == 23)
 +    disp('a is 23')
 +else
 +    disp('neither condition met')
 +end
 +
 +% 循环语句
 +% 注意:对向量或矩阵使用循环语句进行元素遍历的效率很低!!
 +% 注意:只要有可能,就尽量使用向量或矩阵的整体运算取代逐元素循环遍历!!
 +% MATLAB 在开发时对向量和矩阵运算做了专门优化,做向量和矩阵整体运算的效率高于循环语句
 +for k = 1:5
 +    disp(k)
 +end
 +    
 +k = 0;  
 +while (k < 5)
 +    k = k + 1;
 +end
 +
 +
 +% 程序运行计时:'tic' 是计时开始,'toc' 是计时结束并打印结果
 +tic
 +A = rand(1000);
 +A*A*A*A*A*A*A;
 +toc
 +
 +
 +% 链接 MySQL 数据库
 +dbname = 'database_name';
 +username = 'root';
 +password = 'root';
 +driver = 'com.mysql.jdbc.Driver';
 +dburl = ['jdbc:mysql://localhost:8889/' dbname];
 +javaclasspath('mysql-connector-java-5.1.xx-bin.jar');  % 此处 xx 代表具体版本号
 +% 这里的 mysql-connector-java-5.1.xx-bin.jar 可从 http://dev.mysql.com/downloads/connector/j/ 下载
 +conn = database(dbname, username, password, driver, dburl); 
 +sql = ['SELECT * from table_name where id = 22']  % SQL 语句
 +a = fetch(conn, sql)  % a 即包含所需数据
 +
 +
 +% 常用数学函数
 +sin(x)
 +cos(x)
 +tan(x)
 +asin(x)
 +acos(x)
 +atan(x)
 +exp(x) 
 +sqrt(x)
 +log(x)
 +log10(x)
 +abs(x)
 +min(x)
 +max(x)
 +ceil(x)
 +floor(x)
 +round(x)
 +rem(x)
 +rand  % 均匀分布的伪随机浮点数
 +randi  % 均匀分布的伪随机整数
 +randn  % 正态分布的伪随机浮点数
 +
 +% 常用常数
 +pi
 +NaN
 +inf
 +
 +% 求解矩阵方程(如果方程无解,则返回最小二乘近似解)
 +% \ 操作符等价于 mldivide 函数,/ 操作符等价于 mrdivide 函数
 +x=A\b  % 求解 Ax=b,比先求逆再左乘 inv(A)*b 更加高效、准确
 +x=b/A  % 求解 xA=b
 +
 +inv(A)  % 逆矩阵
 +pinv(A)  % 伪逆矩阵
 +
 +
 +% 常用矩阵函数
 +zeros(m, n)  % m x n 阶矩阵,元素全为 0
 +ones(m, n)  % m x n 阶矩阵,元素全为 1
 +diag(A)  % 返回矩阵 A 的对角线元素
 +diag(x)  % 构造一个对角阵,对角线元素就是向量 x 的各元素 
 +eye(m, n)  % m x n 阶单位矩阵
 +linspace(x1, x2, n)  % 返回介于 x1 和 x2 之间的 n 个等距节点
 +inv(A)  % 矩阵 A 的逆矩阵
 +det(A)  % 矩阵 A 的行列式
 +eig(A)  % 矩阵 A 的特征值和特征向量
 +trace(A)  % 矩阵 A 的迹(即对角线元素之和),等价于 sum(diag(A))
 +isempty(A)  % 测试 A 是否为空
 +all(A)  % 测试 A 中所有元素是否都非 0 或都为真(逻辑值)
 +any(A)  % 测试 A 中是否有元素非 0 或为真(逻辑值)
 +isequal(A, B)  % 测试 A 和 B是否相等
 +numel(A)  % 矩阵 A 的元素个数
 +triu(x)  % 返回 x 的上三角这部分
 +tril(x)  % 返回 x 的下三角这部分
 +cross(A, B)  % 返回 A 和 B 的叉积(矢量积、外积)
 +dot(A, B)  % 返回 A 和 B 的点积(数量积、内积),要求 A 和 B 必须等长
 +transpose(A)  % A 的转置,等价于 A'
 +fliplr(A)  % 将一个矩阵左右翻转
 +flipud(A)  % 将一个矩阵上下翻转
 +
 +% 矩阵分解
 +[L, U, P] = lu(A)  % LU 分解:PA = LU,L 是下三角阵,U 是上三角阵,P 是置换阵
 +[P, D] = eig(A)  % 特征值分解:AP = PD,D 是由特征值构成的对角阵,P 的各列就是对应的特征向量
 +[U, S, V] = svd(X)  % 奇异值分解:XV = US,U 和 V 是酉矩阵,S 是由奇异值构成的半正定实数对角阵
 +
 +% 常用向量函数
 +max     % 最大值
 +min     % 最小值 
 +length  % 元素个数
 +sort    % 按升序排列 
 +sum     % 各元素之和 
 +prod    % 各元素之积
 +mode    % 众数
 +median  % 中位数 
 +mean    % 平均值 
 +std     % 标准差
 +perms(x) % x 元素的全排列
 +
 +```
 +
 +## 相关资料
 +
 +* 官方网页:[http://http://www.mathworks.com/products/matlab/](http://www.mathworks.com/products/matlab/)
 +* 官方论坛:[http://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/](http://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/)
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