- MATLAB 简介
- R2025a 界面初探
- 核心基础：变量、数组与矩阵
- 脚本与函数
- 数据可视化
- 帮助与资源
- 总结与进阶建议
MATLAB 简介
MATLAB 是 "MATrix LABoratory"（矩阵实验室）的缩写，它是一种高性能的第四代编程语言和交互式环境，主要用于：
- 数值计算
- 算法开发
- 数据可视化
- 数据分析
- 工程与科学绘图
核心特点：
- 矩阵/数组操作：MATLAB 的基本数据单位是矩阵，这使得向量和矩阵运算非常简洁高效。
- 强大的工具箱：拥有大量针对不同应用领域的工具箱，如信号处理、图像处理、控制系统、神经网络等。
- 编程与脚本：既可以作为交互式计算器使用，也可以编写脚本和函数实现复杂功能。
- 丰富的图形功能：可以轻松绘制二维、三维图形，并进行高度定制。
R2025a 界面初探
启动 MATLAB R2025a 后，你会看到以下几个主要窗口（在 Desktop 菜单中可以自定义显示哪些）：
-
Command Window (命令窗口)
- 这是与 MATLAB 交互最主要的地方。
- 你可以在这里直接输入命令,按
Enter键执行，立即看到结果。 - 输入
2 + 3，然后按Enter，会显示ans = 5。ans是默认的变量名，用于存放最近的计算结果。
-
Current Folder (当前文件夹)
（图片来源网络，侵删）- 显示 MATLAB 当前正在操作的文件夹。
- 你可以在这里看到该文件夹下的所有文件和子文件夹。
- 双击
.m文件（脚本文件）或.fig文件（图形文件）可以直接打开它们。 - 重要：最好为你每个项目创建一个专门的文件夹，并将其设置为当前文件夹。
-
Workspace (工作区)
- 显示当前工作内存中所有的变量。
- 你会看到每个变量的名称、大小（维度）、字节数和类型（如
double,cell等）。 - 双击变量名,可以打开一个变量编辑器，方便查看和修改大型数组的内容。
-
Command History (命令历史记录)
- 记录了你在命令窗口中执行过的所有命令。
- 你可以双击之前的命令来重新执行它,或者选中后右键选择 "Create Script" 将其放入一个新脚本中。
核心基础：变量、数组与矩阵
1 变量
变量是存储数据的容器,MATLAB 的变量命名规则：
- 区分大小写（
MyVar和myvar是不同的变量）。 - 必须以字母开头。
- 可以包含字母、数字和下划线。
- 不能是 MATLAB 的关键字（如
for,if,end等）。
赋值：
>> x = 10; % 分号表示不在命令窗口显示结果
>> y = 20;
>> z = x + y
z =
30
2 创建数组
MATLAB 中最常用的数据结构是数组（一维）和矩阵（二维）。
创建一维行向量数组：
>> a = [1, 2, 3, 4] % 使用逗号或空格分隔元素
a =
1 2 3 4
创建一维列向量数组：
>> b = [5; 6; 7; 8] % 使用分号分隔元素
b =
5
6
7
8
创建矩阵：
>> A = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9] % 分号表示换行
A =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
3 冒号运算符
冒号运算符是 MATLAB 中最强大的工具之一，用于创建序列和索引。
-
创建等差序列：
start:step:end>> 1:2:9 % 从1开始，步长为2，到9结束 ans = 1 3 5 7 9 >> 0:0.1:0.5 % 步长可以是小数 ans = 0 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 -
默认步长为 1：
start:end>> 5:9 ans = 5 6 7 8 9
4 矩阵索引
访问矩阵中的元素非常直观。
-
访问单个元素：
A(row, column)>> A(2, 3) % 访问矩阵A的第2行第3列的元素 ans = 6 -
访问整行或整列：
>> A(1, :) % 访问第1行的所有元素 ans = 1 2 3 >> A(:, 2) % 访问第2列的所有元素 ans = 2 5 8 -
使用冒号获取所有行或列：
>> A(:, 1:2) % 获取所有行的第1列到第2列 ans = 1 2 4 5 7 8
5 常用内置函数
linspace(a, b, n): 创建一个从a到b包含n个元素的等差向量。>> linspace(0, 1, 5) ans = 0 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000zeros(m, n): 创建一个m x n的全零矩阵。ones(m, n): 创建一个m x n的全一矩阵。rand(m, n): 创建一个m x n的均匀分布随机数矩阵（值在0到1之间）。size(A): 返回矩阵A的尺寸[m, n]。length(A): 返回向量A的长度（对于矩阵，返回行数和列数中的较大者）。
脚本与函数
1 脚本
脚本是一系列命令的集合,保存在 .m 文件中，运行脚本就是一次性执行其中的所有命令。
如何创建和运行脚本：
-
点击
Home选项卡中的New Script按钮。 -
在打开的编辑器中输入你的命令。
% 这是一个简单的脚本，用于绘制正弦波 clear; % 清除工作区变量 clc; % 清除命令窗口 close all; % 关闭所有图形窗口 x = 0:0.01:2*pi; % 创建x向量 y = sin(x); % 计算sin(x) plot(x, y); % 绘制图形'y = sin(x)'); xlabel('x'); ylabel('y'); grid on; -
按
Ctrl + S保存文件，例如命名为my_first_script.m。 -
点击编辑器上的
Run按钮（或按F5），MATLAB 会自动将当前文件夹切换到脚本所在的文件夹并执行。
2 函数
函数是接受输入参数、执行特定操作并返回输出值的独立代码块，它们是模块化编程的基础。
函数的基本结构：
function [output_args] = function_name(input_args)
% 函数注释说明 (可选，但强烈推荐)
% 这里是函数体
% ...
% 计算并赋值给 output_args
end
示例：创建一个计算平均值的函数 my_average.m
function avg = my_average(v)
% 计算一个向量的平均值
% 输入 v: 一个数值向量
% 输出 avg: v 的平均值
sum = 0;
for i = 1:length(v)
sum = sum + v(i);
end
avg = sum / length(v);
end
如何使用这个函数： 在命令窗口或脚本中调用：
>> my_data = [1, 5, 9, 3, 7];
>> mean_value = my_average(my_data);
>> mean_value
mean_value =
5
数据可视化
plot 函数是 MATLAB 绘图的基石。
基本绘图流程：
- 准备数据（
x和y向量）。 - 调用
plot(x, y)。 - 添加标签、标题、网格等使图形信息更完整。
示例：绘制 y = x^2 和 y = x^3 在同一张图上
x = -2:0.1:2;
y1 = x.^2; % 注意：点运算符 .^ 表示对每个元素进行乘方
y2 = x.^3;
figure; % 创建一个新的图形窗口
plot(x, y1, 'r-', x, y2, 'b--'); % 'r-'表示红色实线, 'b--'表示蓝色虚线
'函数 y = x^2 和 y = x^3 的图像');
xlabel('x 轴');
ylabel('y 轴');
legend('y = x^2', 'y = x^3');
grid on;
axis equal; % 使x轴和y轴的单位长度相同
常用绘图命令：
figure: 创建一个新的图形窗口。plot(x, y): 基本绘图函数。'字符串')`: 添加标题。xlabel('字符串'),ylabel('字符串'): 添加坐标轴标签。legend('字符串1', '字符串2', ...): 添加图例。grid on: 显示网格。hold on: 保持当前图形，以便在其上绘制新图形。hold off取消此状态。subplot(m, n, k): 将图形窗口划分为m x n的小块，并在第k块中绘图。
帮助与资源
学会使用帮助是精通 MATLAB 的关键。
-
命令窗口中的
help和doc：help command_name: 在命令窗口显示关于某个命令的简洁帮助信息。>> help plot
doc command_name: 在独立的帮助窗口中显示详细的文档，通常包含示例，非常推荐。>> doc plot
-
图形化帮助窗口：
- 点击
Home选项卡中的Help按钮，或按F1键，这是最全面的帮助入口。
- 点击
-
官方文档 (对于 R2025a)：
- 虽然旧版,但核心概念不变，你可以通过 MathWorks 官网访问存档的文档： MATLAB R2025a Documentation - MathWorks
- 在这里你可以找到所有函数、工具箱和概念的详细说明。
总结与进阶建议
这份教程涵盖了 MATLAB R2025a 的最核心概念，从认识界面，到进行基本的数值运算、创建和操作矩阵，再到编写脚本和函数进行复杂计算，最后实现数据可视化，掌握了这些，你就已经迈出了 MATLAB 学习的第一步，并且具备了处理大多数基础工程和科学计算问题的能力。
进阶建议：
- 多练习，多动手：理论学习是基础，但只有在实践中才能真正掌握，尝试用 MATLAB 解决你课程或工作中的小问题。
- 学习控制流：掌握
if-elseif-else条件语句和for,while循环，这是实现复杂逻辑的必备技能。 - 探索工具箱：根据你的兴趣或专业方向，选择一个工具箱深入学习，Signal Processing Toolbox (信号处理)、Image Processing Toolbox (图像处理) 或 Control System Toolbox (控制系统)。
- 学习向量化：尽量使用矩阵和向量运算来代替循环，这能极大地提高代码的运行效率，用
A .* B(点乘) 代替for循环逐个相乘。 - 阅读优秀代码：在 GitHub 或 File Exchange 上寻找别人写的 MATLAB 代码，学习他们的编程风格和技巧。
祝你学习愉快！
