2022Matlab小白入门详细教程

本文适合哪些对象？

1. 有一点点的编程基础的，想要学习Matlab的小白。
2. 正在学习Matlab，基础也没搞明白的人。
3. 大学生、研究生想要打数学建模相关竞赛，需要使用到该语言的人

最后一句：基础内容其实并不对，不要被外部的一些机构，书籍等误导，请对本文的所有内容完全掌握，内容很少，花两天学会，后续请花时间学习算法。

一、基本运算

基本加减乘除：

a=5+5 %加法，同理减法

b=2^3  %立方，

c=5*2 %乘法

x = 1; %分号用于不显示
y = x + 5

常见变量：

二、变量

2.1 基础

在上面小节，我们看到的左边就是字母就叫做变量。很简单，这里随便举几个例子就学会了。
（1）计算=a*2,a=5

clear all %清空
clc % 情况工作区
a=5;
b=a*2;
b

(2)通过用户输入来获取变量x的值，计算y=x*3

x=input('请输入数字') %input用于接收数字
y=x*2

(3)使用预定变量，常见的比如pi,inf,eps,NaN

r=1
L=2* pi *r
S=pi*r*r

2.2 数据显示格式

默认情况下，MATLAB 四个小数位值显示数字。这就是所谓的 short format。如果想更精确，需要使用 format 命令。长（long ） 命令格式显示小数点后16位。

注：一般来说，我们不会太在乎精度，能保留四位数就可以了，所以这个不怎么用得到。

通过以下两种方式对比即可理解，注意逗号分开：

format long ,pi 
format  short ,pi

再来个例子：

format short %直接声明为短型
a=3.1415926

2.3 基本关系运算符

常见大于等于小于，如果为真返回1，否则返回0：

a=5
b=2
a>b %大于
a==b %等于
a<b %小于

三、向量

3.1 基础

就是数组，矩阵的形式，举两个例子就知道了。
（1）手动输入数组。元素时间用空格/逗号，分号分割。其中逗号与空格等价。分号用于换行，制作多行多列矩阵。

r = [7 8 9 10 11] 

r2 = [7 8 9 10 11]

c = [7;  8;  9;  10; 11]

d=[1 2 ;3 4 ;5 6]

（2）冒号创建。格式：x=开始:间隔：结尾

x=2:2:10

(3)linspace函数创建线性间隔向量。基本格式：linspace(开始,结束,元素个数)，默认个数为100。

y=linspace(1,20,10)

3.2 向量点积

矩阵相乘，自然是点积，不是直接的乘法。以几个例子作为说明。
（1）直接.*

a=[1 2 3 4 5];
b=[6 7 8 9 10];
c=a.*b
sum(c)

（2）使用dot函数点积

d=dot(a,b)

3.3 向量交叉运算

使用cross函数，基本格式为：cross(a,b)。前提：a和b必须为三维向量。例如：

a=[1 2 3 ];
b=[6 7 8 ];
c=cross(a,b)

四、交互式命令

4.1 input用户输入

其实在前面已经提到过了，这里再强调一次。

x=input("请输入数字：");
x

4.2 disp显示命令

基本格式：disp(x)，显示变量x的值。例如：

a=5*3;
b=a*5;
disp(b)

4.3 pause暂停命令

pause用于暂停程序。例如下面只执行pause上面语句：

a=5*2
pause
b=a*2

五、分支结构

5.1 if-end

语法格式为：

if  表达式
	语句组
end

例如：比较a和b的大小

clear all
clc
a=5;
b=2;
if a>b
    fprintf("a大于b")
end

5.2 if-else-end

例如：

clear all
clc
a=5;
b=2;
if a>b
    fprintf("a大于b")
else
    fprintf("a不大于b")
end

5.3 if-elif-end

例如：输入一个数字，判断奇数和偶数

clear all
clc
x=input('请输入数字:');
c=rem(x,2) %求余数的函数
if c==1
    fprintf('x为奇数')
elseif c==0
    fprintf('x为偶数')
else
    fprintf('非数字')
end

5.4 嵌套if

基本格式：

if 表达式
   语句组
   if 表达式
      语句组
  end
end

例如：判断学号是否正确，且为偶数

clear all
clc
y=input('请输入学号：')
if y==124
    if rem(y,2)==0
        fprintf('学号正确，且为偶数')
    end
else
    fprintf('学号错误')
end

六、循环结构

6.1 for循环

基本格式：

for 变量=表达式
  执行语句
end

表达式的通常格式为f:s:l，s默认为1，m表示开始，l表示结束。举个例子说明：遍历数字1到10

for a = 1:10 
  fprintf('值a: %d \n', a);
end

同理可以设置间隔：

for a = 1:2:10 
  fprintf('值a: %d \n', a);
end

间隔也可以为负数：

for a = 1.0: -0.1: 0.0
   disp(a)
end

右侧也可以是向量：

for a = [2 3 4 5 6]
   disp(a)
end

6.2 while循环

基本格式：

while 表达式
   语句组
end

举个简单的例子:遍历小于10的数字，并累加求和

i=0;
sum=0;
while(i<10)
    sum=sum+i;
    i=i+1;
end
fprintf('累加和为： %d \n', sum);

七、函数

7.1 普通函数

编写函数一般在.m文件中编写。函数文件由function语句引导，基本结构为：

function 输出形参表 = 函数名（输入形参表）
% 写一点关于函数的摘要
% 写一点参数说明
	函数体语句
end

手动新建函数：

执行函数的形式：

[输出实参表]=函数名[输入实参表]

例如编写一个函数：如果x>0,则y=2x;如果x<0,则y=xx;如果x=0,则y=0

function y= f(x)
%   x为一个整数
if x>0
    y=2*x;
elseif x==0
    y=0;
else
    y=x*x;
end
disp(y)
end

执行：

这就是一个常见的普通函数。文件名与函数名保存是一致的。

7.2 匿名函数

匿名函数基本格式：

f = @(变量列表)表达式

举两个例子如下（niming.m)：

close all;
clc;
b=@(x)(sin(x)+cos(x)); %创建关于x的匿名函数
c=b(pi) %带入pi

d=@(x,y)(sin(x)+cos(y)) %创建x和y的匿名函数
e=d(pi,pi) %带入pi值测试

7.3 嵌套函数

简单的说，就是函数内部再写了函数，一般写两层。建议没事不要写嵌套函数，函数尽量分开写。
嵌套函数基本格式：

function x = A(p1, p2)
...
   function y = B(p3)
   ...
   end
...
end

举个例子：计算一元二次方程（qiantao2.m)

function [x1,x2] = qiantao2(a,b,c) 
%定义函数qiantao2计算一元二次函数
d=0; %初始化
function disc 
d = sqrt(b^2 - 4*a*c); %计算d
end 
disc; %输出d
x1 = (-b + d) / (2*a);
x2 = (-b - d) / (2*a);
end 

测试案例：qiantao2(1,-2,1)

再来个测试案例：qiantao2(2,4,-4)

八、数据可视化

8.1 优美散点图

举个例子，有如下的数据，分别表示为年龄，人体血压高压：

x=[75;78;51;82;77;88;41;78;78;61;71;74;62;81;75;64;80;72;51;80;56;73]

y1=[208;146;168;149;208;102;130;155;163;154;145;147;143;161;145;120;153;158;123;163;177;148]

最简单的方法，比如绘制年龄与高血压关系，使用scatter函数：

scatter(x,y1) %直接绘制

完整为：

x=[75;78;51;82;77;88;41;78;78;61;71;74;62;81;75;64;80;72;51;80;56;73];
y1=[208;146;168;149;208;102;130;155;163;154;145;147;143;161;145;120;153;158;123;163;177;148];
scatter(x,y1)

绘制如下：

想要它好看点呢？绘制为红色，添加个r参数即可,它为red缩写：

scatter(x,y1,'r')  %填充颜色绘制为红色

绘制如下：

如果你还想绘制更加好看呢？多彩一点！

c = linspace(1,10,length(x)); %创建向量

scatter(x,y1,[],c) 

绘制如下：

再来，填充并标记的散点色彩图：

sz = 25;
c = linspace(1,10,length(x));
scatter(x,y1,sz,c,'filled') 

绘制如下：

本节完整代码：

x=[75;78;51;82;77;88;41;78;78;61;71;74;62;81;75;64;80;72;51;80;56;73];
y1=[208;146;168;149;208;102;130;155;163;154;145;147;143;161;145;120;153;158;123;163;177;148];
scatter(x,y1)

scatter(x,y1,'r')  %填充颜色绘制为红色

c = linspace(1,10,length(x)); %创建向量

scatter(x,y1,[],c)

sz = 25;
c = linspace(1,10,length(x));
scatter(x,y1,sz,c,'filled') 

8.2 条形图

例如张三的各门课成绩分别为：94，54，65，87，使用这个数据，我们将绘制条形图。

x = [1:4]; %x个数一定要与y个数对应
y = [94,54,65,87];
bar(x,y) %使用bar函数
xlabel('科目')
ylabel('成绩')
title('条形图')

绘制如下：

8.3 概率分析图

请参考：数学建模学习（5）：最全概率分析之图表绘制详解
本片文章有着详细的教程，因此我便不再重述。

8.4 读取excel画图

请参考：数学建模学习（46）：读取excel数据plot画图

九、更多请参考

参考matlab官方文档：

• plot函数
• scatter函数

如果你还想学习更多关于Matlab的一些函数使用方法，请持续学习文档。

十、本文代码获取

本篇教程所有代码获取方式：

公众号：玩转大数据
回复：20220710

内容如图：

十一、数学建模算法讲解

请参考本专栏：数学建模丛小白到精通之路，本专栏一直更新，从未断过。

本专栏使用的编程语言：

• Matlab
• Python

我对你的期望：

1. 掌握python基础,python基础专栏教程：python全栈基础教程
2. 掌握matlab基础。本篇是对matlab的一些重点基础做了总结，要谈到细枝末节，请结合本专栏第一篇文章开始学习，如果你已经有一定基础，请直接看本片作为回顾即可。
3. 熟悉Python中的pandas模块，虽然本专栏并没有专门对该模块写过教程，但我希望你能自学该模块，因为专栏中的后续学习中都用到了该模块。

我的祝愿：希望大家拿奖到手软！——川川菜鸟