• MATLAB 是 Matrix Laboratory的简写，意为 矩阵实验室。 它产生于 20世纪 70年代后期，是美国 New Mexico 大学计算机系主任 Cleve Moler 在给学生讲授线性代数课程时，为学生使用 EISPACK 和 LINPACK 而编写的接口程序。1984 年，由 MathWorks 公司正式推向市场，并不断更新完善。
• MATLAB 是一款简单易用的数学软件，由美国 mathworks 公司发布，主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境，具有强大的 数据处理 能力和出色的 图形处理 功能。学习并掌握它，有助于人们从繁重的数学计算中解脱出来，把更多的精力投入数学理论的学习和研究。

【que】为什么需要数据分析？
【ans】将大量复杂数据转化为可操作的信息。

MATLAB 的工作界面

默认布局

MATLAB R2023a 的默认布局如下图所示：

• 上方 的菜单栏是 工具条，包含 文件、变量、代码、SIMULINK、环境 和 资源 几个部分。
• 右 边窗口为 命令窗口（Command Window），用于 输入操作命令；
• 左上方 窗口为 当前文件夹，其上方是当前文件夹所在的路径。
• 左下方 窗口为 工作空间管理窗口（Workspace），显示所有 目前保存在内存中的 MATLAB 变量 的 变量名、数据结构、字节数以及类型，不同的变量类型分别对应不同的变量名图标。

自定义布局

有时可能由于误操作，更改了 MATLAB 的工作界面，要 恢复到默认的工作界面，环境 中的 布局 改为 默认 即可。

可以在工具条中的 环境 中的 布局 自定义布局，还可以在 显示 中选择要显示的内容。比如上方的工具条丢失了，在 显示 中勾选 工具条 即可显示。

历史记录窗口

历史记录窗口（Command History），保留自安装时起所有命令的历史记录，并标明使用时间，以方便使用者查询。双击某一行命令，即在命令窗口中执行该命令；

调用以前运行过的语句

这里的命令历史记录，如果选择 弹出，效果是按键盘上的 ↑ ↓方向键选择以前运行过的语句，按 enter选中；

如果选择 停靠，效果如下图所示：

此时，右侧选中某个用过的命令，再双击，即可再次运行该命令。

常用操作

1. 清除操作

>> clc %清除命令窗口中的所有内容
>> clear %清除工作空间的所有变量
>> clear all %清除工作空间的所有变量,函数和 MEX 文件

>> clf %清除图形窗口内容
>> close %关闭当前的 Figure 窗口
>> close all %关闭所有的 Figure 窗口

这些命令一般写在 matlab 程序的 第一行。

其中，符号 % 表示 注释，在命令窗口中不运行。

MEX 文件是一种可在 matlab 环境中调用的 C 语言（或 fortran）衍生程序，mex 的编译结果实际上就是一个带输出函数 mexFunction 的 dll 文件。

clc 效果

对比下方两图，观察 clc 的效果，只清空命令窗口，而不清空工作区的变量：

clc 后，工作区的变量还在。

clear 效果

对比下方两图，观察 clear 的效果，只清空工作区的变量，而不清空命令窗口：

clear 后，命令行窗口的命令还在。

clf

clf 帮助文档

【函数说明】

• clf：删除 当前图窗中 具有可见句柄 的所有子级。（比如它们的 HandleVisibility 属性设置为 on）
• clf(fig)：删除 指定图窗 中 具有可见句柄 的所有子级。
• clf(‘reset’)：删除 当前图窗 的所有子级，不管其句柄可见性 如何。它还将 图窗属性重置为默认值，但 Position、Units、PaperPosition 和 PaperUnits 属性除外。
• clf(fig,‘reset’)：删除 指定图窗 的所有子级并 重置其属性。
• f = clf(…)：可使用上述任一语法 返回图窗。用于图像 IntegerHandle 属性关闭时，因为当使用重置选项时 非整数句柄不可用（比如 IntegerHandle 设置为默认值 on）。

【可见句柄】如果对象的 HandleVisibility 属性设置为 'on'，则 句柄对 clf 可见。

• 当在命令行窗口或回调例程中调用 clf 时，该函数仅删除那些其 HandleVisibility 属性设置为 'on' 的对象。
• 它不会删除其 HandleVisibility 属性设置为 'callback' 或 'off' 的对象。

clf 效果

close 效果

close：关闭当前的 Figure 窗口

2. 帮助

• 请求帮助文件

>>help 请求内容

如：

>>help elfun %关于基本函数的帮助信息
>>help exp %指数函数 exp的详细信息

• 超文本格式的帮助文件

>>doc 请求内容

如：

>>doc elfun %以超文本格式显示关于基本函数的帮助信息
>>doc exp %以超文本格式显示关于指数函数的帮助信息

• 请求帮助

 >>lookfor 请求内容

当要查找 具有某种功能但又不知道准确名字 的指令时，help 的能力就不够了，此时可使用 lookfor 命令。lookfor 可以根据用户提供的完整或不完整的关键词，去搜索出一组与之相关的指令。

如：

>>lookfor integral %查找有关积分的指令
>>lookfor fourier %查找能进行傅里叶变换的指令

• 请求演示

>>demo 请求内容

【总结】

• 命令 help、doc、lookfor 都有各自的特点，其中 help 与 doc 只是显示方式不同。
• help、doc 的请求内容必须 完整准确，而 lookfor 后面的请求内容 可以不完整。

Matlab 中的数据结构

手动创建 数组：

矩阵的数据访问

$A(j,k)$，其中，$j$ 表示第 $j$ 行，$k$ 表示第 $k$ 列。$A(end,1)$ 表示矩阵 $A$ 的最后一行第一列的数据。$A(1:end,3)$ 表示矩阵 $A$ 第三列从第一行到最后一行的数据。$A(:,3)$ 中的 $:$ 默认为所有的行。

向量化操作的内置函数

常量与变量

1. 常量表

MATLAB 语言本身具有一些预定义的变量值，这些特殊的 有特定值变量称为常量。

2. 变量的命名规则

MATLAB 语言中的 变量是由字母、数字、下划线组成，主要 命名规则 为：

• 以字母开头；
• 区分大小写。

3. 语句的常见形式

MATLAB 语句有两种最常见形式：

• >>变量 = 表达式；

运行结果显示为 变量 = …。

• >>表达式；

运行结果显示为 ans = …。

其中，ans 是指 当前的计算结果，若计算时用户没有对表达式设定变量，系统就自动赋当前结果给 ans 变量。如：

算术运算符

1. 加、减、乘、除、乘方

• MATLAB 的 加、减、乘法运算符 的输入和通常的电脑输入是一致的。
• 除法运算 分左除（\）和右除（/），2/3 是 2 除以 3，而 2\3 实际是 3 除以 2。为了避免混淆，对一般除法运算采取前者。
• 乘方运算符 为电脑键盘上的 ^。

2. 矩阵运算 和 数组运算

MATLAB 的运算分 矩阵运算 和 数组运算 两种。

线性代数中把 m 行 n 列元素所排成的矩形阵称为矩阵。如：

只有 1 行或 1 列的矩阵叫做向量或数组。

MATLAB 的 基本数据单位是矩阵，因此，正常的运算是矩阵运算，在 运算符前加点的运算是数组运算。

在 MATLAB 实际操作时如果刻意区分运算符前是否加点可能会使问题复杂化，制造出不必要的混乱。符合人们的习惯思维是 MATLAB 的一大优点，因此，在操作时，可先按不加点的方式进行输入，如果输入没有其他错，而命令运行不了，那么其运算就可能是数组运算，在相应的运算符前加 . 试试。

如：

逻辑运算符号

逻辑运算是 MATLAB 中数组运算的一种运算形式，也是几乎所有的高级语言普遍使用的一种运算。

【说明】在算术运算、比较运算和逻辑与、或、非运算中，它们的 优先级关系先后 为：比较运算、算术运算、逻辑与或非运算。

其他常用符号

【例题】在 MATLAB 中输入矩阵 $A=\left[\begin{array}{ccc}1& 2& 3\\ 4& 5& 6\\ 7& 8& 9\end{array}\right]$。

MATLAB 程序如下：

>>A = [1,2,3; 4,5,6; 7,8,9] %行与行之间用分号分隔，每行的（列）元素间用逗号分隔