matlab画函数图像[附常用命令基础学习]-优刊号

Matlab是广泛使用的一种可视化科学计算软件，它具有语法结构简单、数值计算高效、图形功能完备和图像处理方便的特点，是信号处理和信息隐藏处理中使用最多的软件

一、常用命令

1.1 dir：列出当前目录下的所有文件。

1.2 clc：清除命令窗口。

1.3 clear all：清除环境（从内存中清除所有变量）。

1.4 who：将内存中的当前变量以简单形式列出。

1.5 close all：关闭所有的Figure窗口。

二、变量设置

2.1 变量命名。Matlab的变量名以字母打头，后面最多可跟19个字母或数字，如x、y、xy3和xy3a2等都是合法的变量名，不能使用内部函数或命令名作为变量名，变量名区分大小写。

2.2 表达式赋值。如图所示

2.3 矩阵赋值，数值按行输入，行之间用分号隔开。如图所示

2.4 通过引用特定的位置可以单独改变某个矩阵元素，如S = [5,6,4]，用命令S(2)=8把矩阵S的第二个元素值由6改成8。如图所示

2.5 可以引用一个已定义的矩阵，重新定义一个新矩阵。如图所示

三、整数操作

3.1 fix(x)：截尾取整。如图所示

3.2 floor(x)：不超过x的最大整数（高斯取整）。如图所示

3.3 ceil(x)：大于x的最小整数。如图所示

四、随机序列常用命令

4.1 rand：均匀分布随机矩阵，无变量输入时只产生一个随机数。y = rand(n)：生成n * n随机矩阵，其元素在（0,1）内。y = rand(m,n)：生成m * n随机矩阵，其元素在（0,1）内。如图所示

4.2 randn：正态分布随机矩阵，无变量输入时只产生一个正态分布随机数。y = randn(n)：生成n*n正太分布随机矩阵。y = randn(m,n)：生成m * n正太分布随机矩阵。如图所示

4.3 randsrc：产生均匀分布数组，无变量输入时只产生一个随机数1或者-1。y = randsrc(n)：生成n * n随机数组，其元素为1或者-1。y = randsrc(m,n)：生成m * n随机数组，其元素为1或者-1。如图所示

五、矩阵常用操作命令

5.1 直接输入创建矩阵。以“[”和“]”作为首尾，同行的元素用“，”或空格隔开，不同行的元素用“；”来分隔。矩阵的元素可以是数字也可以是表达式，如果是数值计算，表达式中不可包含未知变量。如图所示

5.2 用矩阵函数来生成矩阵。zeros(m,n)：m行n列零矩阵。eye(n)：n阶方矩阵。ones(m,n)：m行n列元素为1的矩阵。magic(n)：n阶魔方矩阵。rand(m,n)：m行n列随机矩阵。randn(m,n)：m行n列正态随机矩阵。如图所示

5.3 操作符“：”。“j：k”表示步长为1的等差数列构成的数组：[j,j+1，j+2，···，k]。“j：i：k”表示步长为i的等差数列构成的数组：[j，j+i，j+2i，···，k]。“A(i：j)”表示A(i)，A(i+1)，···，A(j)。

5.4 矩阵元素。A（i，j）表示矩阵A的第i行第j列元素，A（：，j）表示矩阵A的第j列，A（i，：）表示矩阵A的第i行，A（：，：）表示A的所有元素构造的2维矩阵，A（：）表示以矩阵A的所有元素按列构成的一个列矩阵，A（i）表示矩阵A（：）的第i个元素。[ ]表示空矩阵。

5.5 矩阵运算。A + B：矩阵加法，A – B：矩阵减法，A * B：矩阵乘法，A＇：A的转置，k * A：数k乘以A，det（A）：A的行列式，rank（A）：A的秩。

5.6 特殊数组：linspace(a,b,n)，给出区间[a,b]的n个等分点数据。如图所示

5.7 数组运算：乘法为“.*”，乘幂为“.^”。如图所示

三、位操作

3.1 bitand：按位与。C = bitand（A，B）命令将返回两个非负整数数组A和B的相应元素按位与操作的结果。为了确保A和B的元素都是整数，可以使用ceil、fix、floor或round函数来生成A和B。如图所示

3.2 bitor：按位或。C = bitor（A，B）命令将返回两个非负整数数组A和B的相应元素按位或操作的结果。如图所示

3.3 bitxor：按位异或。C = bitxor（A，B）返回两个非负整数数组A和B的相应元素进行按位异或的结果。如图所示

3.4 bitset：设置指定位的值。C = bitset（A，bit，v）命令将A中元素第bit位设为v，其中v必须为0或1，A中的元素必须为非负整数，bit必须为1~A中元素浮点整数表示法位数之间的一个数字。如图所示

3.5 bitget：获取指定位的值。C = bitget（A，bit）命令将返回A中元素第bit指定位的值，A中的元素必须为非负整数，bit必须为1~A中元素浮点整数表示法位数之间的一个数字。如图所示

四、绘图操作

4.1 图形标注。title（＇string＇，＇属性名＇，＇属性值＇，···）—给图形加标题，xlabel（＇string＇，＇属性名＇，＇属性值＇，···）—给x轴加标注，ylabel（＇string＇，＇属性名＇，＇属性值＇，···）—给y轴加标注，legend（＇string1＇，＇string2＇，···）—添加图例，其顺序对应于绘图指令中的顺序，axis（[xmin，xmax，ymin，ymax]）—控制坐标轴的刻度范围。

4.2 二维图形。plot（x，y）以向量x、y为轴，绘制曲线。绘制函数y = sin x2在-5≤x≤5的图形。代码如下：

clear allx = -5:.1:5;y = sin(x.^2);plot(x,y);xlabel(‘input value’);ylabel(‘function value’);title(‘曲线 y=sinx^2’);

运行结果如下。如图所示

4.3 二维图形。plot（x1，y1，x2，y2，x3，y3，···）在同一图形窗口绘制多条不同颜色曲线，曲线关系为y1 = f（x1），y2 = f（x2），y3 = f（x3）。代码如下：

clcclear allx = -2:.1:2;plot(x,cos(2*x),x,x.^2,x,x);legend(‘cos(2x)’,’x^2′,’x’)

运行结果如下。如图所示

4.4 二维特殊图形。bar表示的直方图，代码如下：

clear allx = 1:5;bar(x),title(‘直方图’);

运行结果如下。如图所示

4.5 二维特殊图形，hist表示生成直方图，M = hist（N）表示将N中的最大值、最小值找出来，平均取10个等间隔点，再以每个间隔点为中心，向两边各扩展1/2间隔的范围内，包括N的元素个数，因此M返回值都是1 x 10大小。如图所示

五、文件操作

5.1 fopen打开文件。fopen函数的调用格式为：fid = fopen(文件名，打开方式)。文件名用字符串形式，表示待打开的数据文件。常见的打开方式：r读数据、w写数据、a文件末尾添加数据。fid用于存储文件句柄值，句柄值用来标识该数据文件，其他函数可利用它对该数据文件进行操作。文件数据格式有两种形式：一种是二进制文件，另一种是文本文件。

5.2 fclose关闭文件。fclose函数调用格式为：sta = fclose（fid）。sta表示关闭文件操作的返回代码，关闭成功返回0，否则返回-1。

5.3 二进制文件的读写操作。fread函数可以读取二进制文件的数据并将数据存入矩阵，格式为：[A，COUNT] = fread(fid，size，precision)。A用于存放读取的数据，COUNT返回所读取的数据元素个数，fid为文件句柄，size为可选项，precision代表读写数据的类型。

5.4 size选项不选用则表示读取整个文件内容，若选用则它的值可为以下选项：N表示读取N个元素到一个列向量，Inf表示读取整个文件，[M，N]表示读数据到M x N的矩阵中，数据按列存放。

5.5 fwrite写二进制文件。fwrite函数按照指定的数据类型将矩阵中的元素写入到文件中，调用格式为：COUNT = fwrite（fid，A，precision）。COUNT返回所写的数据元素个数，fid为文件句柄，A存放写入文件的数据，precision用于控制所写数据的类型，其形式与fread函数相同。

六、 M文件的建立与使用

6.1 M文件有命令文件和函数文件两种形式，这两种文件的扩展名相同，都是.m。命令文件的一般形式为<M文件名>.m，M文件有两种运行方式：一是在命令窗口直接输入文件名，按Enter键；二是在编辑窗口打开菜单Debug，再单击Run。

6.2 M文件保存的路径一定要在搜索路径上，否则M文件无法运行。用M命令文件绘制图像。打开Matlab命令窗口，单击“File”->“New”->“Mfile”打开编辑窗口。如图所示