MATLAB R2025a 综合学习教程
MATLAB R2025a 是一个经典版本，虽然不是最新版，但其核心语法和功能对于学习基础和很多工程应用来说依然非常强大且稳定，很多高校和企业的旧项目仍在使用这个版本。
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第一部分：基础入门
这部分适合零基础或需要巩固基础的用户。
什么是 MATLAB？
- 定义：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，主要用于技术计算、数据分析和可视化。
- 核心优势：以矩阵为基本运算单位，语法简洁，拥有强大的工具箱。
- R2025a 界面初识：
- Command Window (命令窗口)：执行单行命令，查看结果。
- Editor (编辑器)：编写和调试
.m脚本文件。 - Workspace (工作区)：显示当前内存中所有的变量。
- Current Folder (当前文件夹)：管理文件和项目。
- Command History (命令历史记录)：记录你执行过的命令。
基本语法与操作
- 变量与赋值：
a = 10; % 创建一个标量变量 b = [1, 2; 3, 4]; % 创建一个 2x2 的矩阵 c = 'Hello MATLAB'; % 创建一个字符串
- 基本运算：
- 算术运算：, , , ,
^ - 关系运算：
>,<, , ,>=,<= - 逻辑运算：
&(与), (或), (非)
- 算术运算：, , , ,
- 常用内置函数：
sum(),mean(),max(),min(): 求和、平均值、最大值、最小值。size(),length(): 获取矩阵的尺寸和长度。who,whos: 查看工作区变量。clear: 清除变量。clc: 清除命令窗口。help function_name: 获取函数帮助。
脚本文件 (.m 文件)
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- 作用：将多条命令写入一个文件，批量执行，实现代码复用。
- 创建：在 Editor 中新建文件，保存为
.m后缀（如my_script.m）。 - 运行：点击 Editor 中的 "Run" 按钮，或在命令窗口输入
my_script。 - 示例：
% my_script.m % 这是一个简单的脚本示例 for i = 1:5 fprintf('当前循环次数: %d\n', i); end
绘图功能
-
plot()函数：最核心的二维绘图函数。x = 0:0.1:2*pi; % 创建一个从 0 到 2π 的向量，步长为 0.1 y = sin(x); % 计算正弦值 figure; % 创建一个新的图形窗口 plot(x, y); % 绘制 x vs y 的曲线'正弦函数'); % 添加标题 xlabel('x'); % 添加 x 轴标签 ylabel('y'); % 添加 y 轴标签 grid on; % 显示网格 -
其他常用绘图函数：
scatter(): 散点图。bar(): 条形图。histogram(): 直方图。surf(),mesh(): 三维曲面图。
第二部分：核心进阶
掌握基础后,学习这些内容能让你的 MATLAB 功力大增。
程序控制流
- 条件判断：
if a > 5 disp('a 大于 5'); elseif a == 5 disp('a 等于 5'); else disp('a 小于 5'); end - 循环：
for循环：已知循环次数。for i = 1:10 % 循环体 endwhile循环：未知循环次数，满足条件则继续。while a > 0 a = a - 1; end
switch-case结构：多分支选择。switch choice case 'A' disp('你选择了 A'); case 'B' disp('你选择了 B'); otherwise disp('无效选择'); end
函数
- 作用：封装特定功能的代码块，接受输入并返回输出，提高代码模块化。
- 结构：
function [outputArg1, outputArg2] = myFunction(inputArg1, inputArg2) % 函数注释（非常重要，用 help myFunction 查看） % 函数体 outputArg1 = ...; outputArg2 = ...; end - 示例：计算一个数的阶乘。
% factorial.m function result = factorial(n) if n < 0 error('输入必须是非负整数'); elseif n == 0 || n == 1 result = 1; else result = n * factorial(n-1); % 递归调用 end end
矩阵与数组操作
- 索引：访问矩阵中的元素。
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6]; A(1, 2) % 访问第 1 行，第 2 列的元素，结果为 2 A(2, :) % 访问第 2 行的所有元素 A(:, 3) % 访问第 3 列的所有元素
- 矩阵运算：
A * B: 矩阵乘法。A .* B: 点乘（对应元素相乘）。A': 矩阵的转置。inv(A): 矩阵的逆。eig(A): 矩阵的特征值。
数据导入与导出
- 导入数据：
- 交互式导入：在命令窗口输入
uiimport，然后选择文件（如.csv,.txt,.xlsx）。 - 代码导入：
M = csvread('data.csv');% 读取纯数值 CSV 文件M = xlsread('data.xlsx', 'Sheet1');% 读取 Excel 文件data = load('data.txt');% 读取 MATLAB 格式文本文件
- 交互式导入：在命令窗口输入
- 导出数据：
csvwrite('output.csv', M);% 写入 CSV 文件xlswrite('output.xlsx', M);% 写入 Excel 文件save('my_variables.mat', 'a', 'b');% 将变量 a, b 保存为 .mat 文件dlmwrite('output.txt', M, 'delimiter', '\t');% 写入带分隔符的文本文件
第三部分：R2025a 版本特点与资源
R2025a 的重要更新（学习时可以关注）
- 图形用户界面 (GUI) 改进：App Designer 的前身开始出现，但 R2025a 主要还是使用 GUIDE 来创建 GUI。
- 工具箱更新：当时新增或更新了多个领域工具箱，如通信、信号处理、控制系统等。
- 性能提升：在特定矩阵运算和大数据处理方面有所优化。
学习资源推荐
- 官方文档（最权威）：
- MathWorks 官网提供了 R2025a 的完整文档，虽然旧版文档可能被归档，但通常可以找到。
- 链接：MATLAB R2025a Documentation Archive
- 使用方法：在这里你可以找到所有函数的详细说明、示例和语法。
- 视频教程：
- MathWorks 官方 YouTube 频道：搜索 "MATLAB Onramp" 或 "MATLAB Basics"，有很多入门视频。
- 国内视频平台：在 Bilibili、慕课网等平台搜索 "MATLAB 入门教程"，有很多中文讲解视频，虽然版本可能不是 R2025a，但基础内容是通用的。
- 在线课程与书籍：
- 书籍：《MATLAB从入门到精通》（张志涌等）是国内非常经典的入门书籍，内容详实，适合 R2025a 及以后版本。
- 在线课程：Coursera、edX 等平台上有来自大学（如 Vanderbilt University）的免费 MATLAB 课程。
- 实践项目：
- 信号处理：读取一段 WAV 音频文件，进行傅里叶变换并绘制频谱图。
- 数据分析：导入一个 CSV 数据集（如房价数据），进行统计分析并绘制相关图表。
- 数值计算：使用
ode45求解一个简单的常微分方程（如单摆运动）。 - 创建 GUI：使用 GUIDE 工具箱创建一个简单的计算器界面。
学习建议
- 动手实践：MATLAB 是一门实践性很强的语言，不要只看教程，一定要把代码敲出来运行，并尝试修改参数，观察结果变化。
- 多使用
help和doc：遇到不懂的函数，第一反应应该是help function_name或doc function_name，这是培养独立解决问题的能力的关键。 - 从模仿到创造：初期可以模仿教程中的代码，然后尝试解决自己的小问题，逐步建立自己的代码库。
- 善用搜索：遇到问题时，善用搜索引擎，使用 "MATLAB [你的问题]" 作为关键词，通常能找到解决方案（例如在 Stack Overflow、MathWorks Community 等社区）。
希望这份教程能帮助你顺利开启 MATLAB R2025a 的学习之旅！祝你学习愉快！
