1. 前言：为什么是 R2012b？
2. MATLAB R2012b 界面初探
3. 核心基础：变量、矩阵与运算
4. 脚本与函数：你的第一个程序
5. 数据可视化：绘图基础
6. 数据导入与导出
7. 进阶：控制流
8. 获取帮助与资源
9. 总结与建议

前言：为什么是 R2012b？

R2012b 是一个经典的版本,可能因为以下原因你正在使用它：

• 学术环境： 某些旧的研究项目或课程指定使用此版本。
• 旧版工具箱： 特定工具箱的兼容性问题。
• 个人电脑配置： 对硬件要求较低,可以在较老的电脑上流畅运行。

重要提示： 虽然本教程针对 R2012b，但其大部分内容同样适用于 MATLAB 的其他版本，如果你有机会升级到新版本，你会发现界面更现代化,性能也更好。

MATLAB R2012b 界面初探

启动 MATLAB R2012b 后，你会看到一个主窗口,它由几个关键区域组成：

• Command Window (命令窗口):

  • 这是 MATLAB 的核心交互区域，你可以在这里直接输入命令，按 Enter 键执行,并立即看到结果。
  • 它就像一个超级计算器。

• Current Folder (当前文件夹):

  
  （图片来源网络，侵删）
  • 显示你当前正在工作的文件夹，MATLAB 会在这里查找你的脚本、数据文件等。
  • 你可以像在 Windows 资源管理器一样浏览和切换文件夹。

• Workspace (工作区):

  • 这里显示了你在当前会话中创建的所有变量。
  • 你可以看到每个变量的名称、大小（1x100，表示1行100列）、数据类型（double）和值。
  • 双击变量名可以在一个新的变量编辑器中查看和编辑其内容。

• 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。
  • 你可以双击历史命令来重新执行它,或者将其拖拽到脚本编辑器中。

核心基础：变量、矩阵与运算

MATLAB 的名字来源于 "MATrix LABoratory"，所以一切以矩阵 为基础。

a. 变量与赋值

在 MATLAB 中，你不需要像在 C++ 或 Java 中那样先声明变量类型,直接给一个名字赋值即可。

% 这是一个注释，以 % 开头
x = 10;          % 创建一个标量（1x1 矩阵）
y = [1, 2, 3];   % 创建一个行向量（1x3 矩阵）
z = [1; 2; 3];   % 创建一个列向量（3x1 矩阵）
A = [1, 2, 3; 4, 5, 6]; % 创建一个 2x3 的矩阵
name = 'Hello';  % 字符串也用单引号

b. 常用内置函数

% 创建特殊矩阵
zeros(3, 4)      % 创建一个 3x4 的全零矩阵
ones(2, 2)       % 创建一个 2x2 的全一矩阵
eye(3)           % 创建一个 3x3 的单位矩阵
rand(2, 3)       % 创建一个 2x3 的随机矩阵（值在 0-1 之间）
% 基本数学运算
a = 5;
b = 2;
a + b  % 加法
a - b  % 减法
a * b  % 乘法
a / b  % 除法
a ^ b  % 幂运算 (5^2 = 25)
a mod b % 取余 (5 mod 2 = 1)
% 矩阵运算
A = [1, 2; 3, 4];
B = [5, 6; 7, 8];
A + B   % 矩阵加法 (对应元素相加)
A * B   % 矩阵乘法 (线性代数中的乘法)
A .* B  % 点乘 (对应元素相乘)
A ./ B  % 点除 (对应元素相除)
A .^ B  % 点幂 (对应元素做幂运算)
% 常用函数
sum(A)      % 对 A 的列求和
mean(A)     % 对 A 的列求平均值
size(A)     % 返回矩阵 A 的维度 (2, 2)
length(A)   % 返回矩阵最长维度的长度

脚本与函数：你的第一个程序

在命令窗口中一行一行敲命令很方便，但对于复杂的任务，我们需要脚本。

a. 创建和运行脚本

1. 点击工具栏上的 New Script 按钮，打开 Editor (编辑器) 窗口。

2. 在编辑器中输入以下代码：

   % my_first_script.m
   % 这是一个简单的脚本，用于绘制一个正弦波
   % 1. 创建数据
   x = 0:0.1:2*pi; % 从 0 到 2*pi，步长为 0.1
   y = sin(x);
   % 2. 绘制图形
   plot(x, y);
   % 3. 添加标签和标题'我的第一个正弦波图');
   xlabel('x 轴');
   ylabel('y 轴');
   grid on; % 显示网格

3. 点击编辑器工具栏上的 Save 按钮，将文件保存为 my_first_script.m (.m 是 MATLAB 脚本的扩展名)。

4. 点击 Run 按钮，或者在命令窗口中输入 my_first_script 并按 Enter。

你会看到一个图形窗口弹出,显示一个漂亮的正弦波。

数据可视化：绘图基础

plot 函数是最基础的绘图函数。

a. 基本绘图

x = linspace(0, 10, 100); % 创建 100 个点，从 0 到 10
y1 = sin(x);
y2 = cos(x);
figure; % 创建一个新的图形窗口
plot(x, y1, 'r-', 'LineWidth', 2); % 绘制红色实线，线宽为2
hold on; % 保持当前图形，以便在上面叠加新的图形
plot(x, y2, 'b--'); % 绘制蓝色虚线
hold off; % 关闭保持模式
legend('sin(x)', 'cos(x)'); % 添加图例'正弦和余弦函数');
xlabel('x');
ylabel('y');

b. 其他常用绘图命令

% 绘制散点图
scatter(x, y1);
% 绘制直方图
data = randn(1, 1000); % 生成1000个标准正态分布的随机数
hist(data, 50); % 分成50个区间绘制直方图
% 绘制三维曲面
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2);
Z = X .* exp(-X.^2 - Y.^2);
surf(X, Y, Z);'三维曲面图');

数据导入与导出

a. 导入数据 (使用命令行)

假设你有一个名为 data.txt 的文本文件,内容如下：

1, 10, 100
2, 20, 200
3, 30, 300
4, 40, 400

你可以使用 load 函数或 importdata 函数来导入它。

% 方法1: load (适用于简单的、格式规整的文本文件)
% 确保 data.txt 在当前文件夹中
my_data = load('data.txt'); % my_data 会成为一个 4x3 的矩阵
% 方法2: importdata (更灵活)
% 可以指定分隔符，如逗号
my_data2 = importdata('data.txt', ',');
% 显示导入的数据
disp(my_data);

b. 导出数据

% 创建一些数据
A = rand(5, 5);
% 将矩阵 A 保存到名为 output.txt 的文件中
% ' -ascii ' 表示以 ASCII 格式保存，方便其他程序读取
% ' -double ' 表示使用双精度
save('output.txt', 'A', '-ascii', '-double');
% 也可以将图形保存为图片
figure;
plot(sin(linspace(0, 2*pi, 100)));
print('my_sin_plot.png', '-dpng'); % 保存为 PNG 格式
print('my_sin_plot.pdf', '-dpdf'); % 保存为 PDF 格式

进阶：控制流

a. for 循环

% 计算 1 到 10 的和
sum_value = 0;
for i = 1:10
    sum_value = sum_value + i;
end
disp(['1到10的和是: ', num2str(sum_value)]);

b. if-elseif-else 条件语句

score = 85;
if score >= 90
    disp('成绩: A');
elseif score >= 80
    disp('成绩: B');
elseif score >= 70
    disp('成绩: C');
else
    disp('成绩: D 或 F');
end

c. while 循环

% 计算 2 的多少次方会超过 100
power = 0;
result = 1;
while result < 100
    power = power + 1;
    result = 2^power;
end
disp(['2 的 ', num2str(power), ' 次方 (', num2str(result), ') 首次超过 100。']);

获取帮助与资源

MATLAB 自带了非常强大的帮助系统,学会使用它至关重要。

• 命令窗口帮助:

  • help 函数名: help plot，会在命令窗口中显示 plot 函数的简洁帮助信息。
  • doc 函数名: doc plot，会在一个独立的帮助浏览器窗口中打开 plot 函数的详细文档，包括示例、语法说明等。这是最推荐的方式。

• 帮助浏览器:

  • 点击 MATLAB 主界面工具栏上的问号图标 ，或者按 F1 键。
  • 在这里你可以浏览所有函数、工具箱的文档,还有完整的教程。

• 示例:

  几乎每个函数的帮助文档里都包含示例代码，直接复制粘贴到命令窗口或脚本中运行,是学习的最快方法。

总结与建议

恭喜你！你已经掌握了 MATLAB R2012b 的最核心知识，为了更好地学习,请遵循以下建议：

1. 多动手，少看书： 打开 MATLAB，把教程里的例子都自己敲一遍，然后尝试修改它们,看看会发生什么。
2. 从脚本开始： 养成将代码写在脚本中的好习惯，而不是在命令窗口里“一锤子买卖”,这方便你调试和重复运行。
3. 命名要清晰： 给你的变量和脚本起一个有意义的名字，plot_sine_wave.m 就比 script1.m 好得多。
4. 利用工作区： 经常查看工作区，了解你有哪些变量,它们是什么样子的。
5. 拥抱错误： 初学时一定会遇到很多错误（红色的提示信息），不要害怕，仔细阅读错误信息，它通常会告诉你问题出在哪一行,这是学习编程的必经之路。

祝你学习愉快！MATLAB 是一个功能极其强大的工具,掌握它将为你的科研或工作带来巨大便利。