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第4章 Matlab 简易使用（二）

    本期教程主要是讲解Matlab的简易使用方法，有些内容跟上一节相同，但是比上一些更详细。

    4.1 Matlab的脚本文件.m的使用

    4.2 Matlab中的条件和循环函数

    4.3 绘图功能

    4.4 总结

4.1 Matlab的脚本文件.m的使用

    在matlab上创建和使用.m文件跟在MDK或者IAR上面创建和使用.C或者.ASM文件是一样的。创建方法如下：

点击上图中的小图标，打开编辑窗口后，输入以下函数：

% Generate random data from a uniform distribution

% and calculate the mean. Plot the data and the mean.

n = 50;            % 50 data points

r = rand(n,1);

plot(r)

Draw a line from (0,m) to (n,m)

m = mean(r);

hold on

plot([0,n],[m,m])

hold off

title('Mean of Random Uniform Data')

编辑好函数后需要将当前文件进行保存，点击File—>Save as即可，然后点击如下图标即可运行（或者按F5）：

显示效果如下：

4.2 Matlab中的条件和循环函数

    matlab也支持类似C语言中的条件和循环语句：for, while, if, switch。但在matlab中使用比在C中使用更加随意。

l 比如在.M文件中输入以下函数：

nsamples = 5;

npoints = 50;

for k = 1:nsamples

        currentData = rand(npoints,1);

        sampleMean(k) = mean(currentData);

end

overallMean = mean(sampleMean)

在命令窗口得到输出结果：

>> Untitled2   %这个是保存的文件名，运行相应文件会自动打印出

overallMean =

        0.4477

l 为了将上面函数每次迭代的结果都进行输出可以采用如下方法：

for k = 1:nsamples

       iterationString = ['Iteration #',int2str(k)];

       disp(iterationString)                 %注意这里没有分号，这样才能保证会在命令窗口输出结果

       currentData = rand(npoints,1);

       sampleMean(k) = mean(currentData) %注意这里没有分号

end

overallMean = mean(sampleMean)      %注意这里没有分号

在命令窗口得到输出结果：

>> Untitled2

Iteration #1

sampleMean =

        0.4899    0.4642    0.5447    0.4808    0.4758

Iteration #2

sampleMean =

        0.4899    0.4959    0.5447    0.4808    0.4758

Iteration #3

sampleMean =

        0.4899    0.4959    0.4977    0.4808    0.4758

Iteration #4

sampleMean =

        0.4899    0.4959    0.4977    0.5044    0.4758

Iteration #5

sampleMean =

        0.4899    0.4959    0.4977    0.5044    0.5698

overallMean =

    0.5115

l 如果在上面的函数下面加上如下语句：

if overallMean < .49

       disp('Mean is less than expected')

elseif overallMean > .51

       disp('Mean is greater than expected')

else

       disp('Mean is within the expected range')

end

命令窗口输出结果如下：

overallMean =           %这里仅列出了最后三行

        0.5381

Mean is greater than expected

4.3 绘图功能4.3.1 基本的plot函数

l 根据plot不同的输入参数，主要有两种方式：

  n plot(y)，这种方式的话，主要是根据y的数据个数产生一个线性曲线。

  n plot(x，y)以x轴为坐标进行绘制。

比如在命令窗口或者.m文件中写如下函数：

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

plot(x,y)

xlabel('x = 0:2\pi')

ylabel('Sine of x')

title('Plot of the Sine Function','FontSize',12)

l 下面这个函数可以实现在一个图片上显示多个曲线。

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

y2 = sin(x-.25);

y3 = sin(x-.5);

plot(x,y,x,y2,x,y3)

legend('sin(x)','sin(x-.25)','sin(x-.5)')

l 另外曲线的样式和颜色都可以进行配置的，命令格式如下：

plot(x, y, 'color_style_marker')

下面通过几个实例看一下实际显示效果。

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

plot(x,y,'ks')

显示效果如下：

下面函数的显示效果：

x = 0:pi/100:2*pi;

y = sin(x);

plot(x,y,'r:+')

下面函数的显示效果如下：

l 复数绘图

    默认情况下函数plot只绘制数据的实部，如果是下面这种形式，实部和虚部都会进行绘制。plot(Z)也就是plot(real(Z),imag(Z))。下面我们在命令窗口中实现如下函数功能：

t = 0:pi/10:2*pi;

plot(exp(i*t),'-o')

axis equal

显示效果如下：

l 在当前的绘图中添加新的plot函数

    使用函数hold on即可实现，这个函数我们在上一期中已经使用过，作用就是在当前绘图的基础上加上一个新的绘图。

% Obtain data from evaluating peaks function

[x,y,z] = peaks;

% Create pseudocolor plot

pcolor(x,y,z)

% Remove edge lines a smooth colors

shading interp

% Hold the current graph

hold on

% Add the contour graph to the pcolor graph

contour(x,y,z,20,'k')

% Return to default

hold off

显示效果如下：

l Axis设置

  n 可见性设置

      axis on   %设置可见

      axis off   %设置不可见

  n 网格线设置

      grid on   %设置可见

      grid off   %设置不可见

  n 长宽比设置

      axis square       %设置X,Y轴等长

      axis equal        %设置X,Y相同的递增。

      axis auto normal  %设置自动模式。

  n 设置轴界限

      axis([xmin xmax ymin ymax])             %二维

      axis([xmin xmax ymin ymax zmin zmax])  %三维

      axis auto   %设置自动

4.3.2 绘制图像数据

    下面通过一个简单的实例说明一下图像数据的绘制，在命令窗口下操作即可。

>> load durer

>> whos

      Name           Size               Bytes  Class     Attributes

      X            648x509            2638656  double              

      ans          648x509            2638656  double              

      caption        2x28                 112  char               

      map          128x3                 3072  double              

>> image(X)   %显示图片

>>colormap(map)    %上色

>> axis image    %设置坐标

    使用相同的方法，大家可以加载图片detail进行操作。另外用户可以使用函数imwrite和imread操作标准的JPEG，BMP，TIFF等类型的图片。

4.4 总结

    本期主要跟大家讲解了Matlab的简单使用方法，后面复杂的使用需要大家多查手册，多练习。

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