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1、目录第 1 章 MATLAB简介11.1 MATLAB 的发展沿革 1 1.2 MATLAB 的特点及应用领域21.3 MATLAB 系统及工具箱31.4 MATLAB 的安装和启动41.5 MATLAB 操作界面51.5.1 命令窗口(Command Window)51.5.2 历史命令(CommandHistory)窗口91.5.3 当前目录(Current Directory)窗口111.5.4 工作空间(Workspace)窗口121.5.5 帮助(Help)窗口131.6 MATLAB 的各种文件141.7 MATLAB 的搜索路径141.7.1 搜索路径机制和搜索顺序141.7.2
2、 设置搜索路径的方法151.8 MATLAB 窗口操作命令161.9 小结181.10 习题18第 2 章 MATLAB 语言基础202.1 基本概念202.1.1 MATLAB 数据类型202.1.2 常量与变量212.1.3 标量、向量、矩阵与数组222.1.4 字符串232.1.5 运算符232.1.6 命令、函数、表达式和语句262.2 向量运算272.2.1 向量的生成272.2.2 向量的加减和数乘运算282.2.3 向量的点、叉积运算292.3 矩阵运算312.3.1 矩阵元素的存储次序312.3.2 矩阵元素的表示及相关操作. 312.3.3 矩阵的创建342.3.4 矩阵的代
3、数运算402.4 数组运算482.4.1 多维数组元素的存储次序482.4.2 多维数组的创建482.4.3 数组的代数运算512.4.4 数组的关系与逻辑运算542.4.5 数组和矩阵函数的通用形式572.5 字符串运算592.5.1 字符串变量与一维字符数组592.5.2 对字符串的多项操作602.5.3 二维字符数组622.6 小结632.7 习题63第 3 章 MATLAB 数值运算653.1 多项式653.1.1 多项式的表达和创建653.1.2 多项式的四则运算653.1.3 多项式求值和求根运算683.1.4 多项式的构造703.2 插值和拟合713.2.1 多项式插值和拟合71
4、3.2.2 最小二乘法拟合773.3 数值微积分793.3.1 微分和差分793.3.2 牛顿-科茨系列数值积分公式813.4 线性方程组的数值解833.4.1 直接法843.4.2 迭代法853.5 稀疏矩阵893.5.1 稀疏矩阵的建立90VIMATLAB 基础及其应用教程3.5.2 稀疏矩阵的存储923.5.3 用稀疏矩阵求解线性方程组933.6 常微分方程的数值解953.6.1 欧拉法963.6.2 龙格-库塔方法993.7 小结1023.8 习题102第 4 章 结构数组与细胞数组1044.1 结构数组1044.1.1 结构数组的创建1044.1.2 结构数组的操作1064.2 细胞
5、数组1134.2.1 细胞数组的创建1134.2.2 细胞数组的操作1154.2.3 结构细胞数组1234.3 小结1244.4 习题124第 5 章 MATLAB 符号运算1285.1 符号对象及其表达方式1285.1.1 符号常量和变量1285.1.2 符号表达式1305.1.3 符号矩阵1315.2 符号算术运算1325.2.1 符号对象的加减1325.2.2 符号对象的乘除1335.3 独立变量与表达式化简1345.3.1 表达式中的独立变量1345.3.2 表达式化简1355.4 符号微积分运算1405.4.1 符号极限1405.4.2 符号微分1415.4.3 符号积分1415.4
6、.4 符号Taylor 级数展开1425.5 符号积分变换1445.5.1 傅里叶变换及其反变换1445.5.2 拉普拉斯变换及其反变换1455.5.3 Z 变换及其反变换1475.6 方程的解析解1495.6.1 线性方程组的解析解1495.6.2 非线性方程(组)的解析解1505.6.3 常微分方程(组)的解析解1525.7 小结1545.8 习题154第 6 章 MATLAB 程序设计1576.1 M 文件1576.1.1 局部变量与全局变量1576.1.2 M 文件的编辑与运行1586.1.3 脚本文件1596.1.4 函数文件1606.1.5 函数调用1616.2 MATLAB的程序
7、控制结构1646.2.1 循环结构1646.2.2 选择结构1696.2.3 程序流的控制1736.3 数据的输入与输出1736.3.1 键盘输入语句(input)1736.3.2 屏幕输出语句(disp)1746.3.3 M 数据文件的存储/加载(save / load)1746.3.4 格式化文本文件的存储/读取(fprintf / fscanf)1746.3.5 二进制数据文件的存储/读取(fwrite/ fread)1746.3.6 数据文件行存储/读取(fgetl / fgets)1756.4 MATLAB 文件操作1756.5 面向对象编程1776.5.1 面向对象程序设计的基本方
8、法1776.5.2 面向对象的程序设计实例1796.6 MATLAB 程序优化1816.7 程序调试1826.8 小结1836.9 习题183VI目录VII第 7 章 MATLAB 数据可视化1857.1 二维图形1857.1.1 MATLAB 的图形窗口1867.1.2 基本二维图形绘制1877.1.3 其他类型的二维图1897.1.4 色彩和线型1917.1.5 坐标轴及标注1937.1.6 子图1947.2 三维图形1957.2.1 三维曲线图1967.2.2 三维曲面图1967.2.3 视角控制2007.2.4 其他图形函数202第 8 章 交互式仿真集成环境SIMULINK2148.
9、1 SIMULINK 简介2148.1.1 SIMULINK 特点2148.1.2 SIMULINK 的工作环境2158.1.3 SIMULINK 仿真基本步骤2168.2 模型的创建2178.2.1 模型概念和文件操作2178.2.2 模块操作2188.2.3 信号线操作2218.2.4 对模型的注释2238.2.5 常用的Source 信源2238.2.6 常用的 Sink 信宿2307.3图像2057.3.1 图像的类别和显示2057.3.2 图像的读写2078.7.4函数绘图2088.7.4.1 一元函数绘图2087.4.2 二元函数绘图2098.附录7.5小结2127.6习题2128
10、.2.7 仿真的配置2358.2.8 启动仿真2393 SIMULINK 仿真实例2394 小结2455 习题246MATLAB 上机实验247VII第 1 章 MATLAB 简介教学提示：MATLAB 是目前在国际上被广泛接受和使用的科学与工程计算软件。虽然 Cleve Moler 教授开发它的初衷是为了更简单、更快捷地解决矩阵运算，但 MATLAB 现在的发展已经使其成为一种集数值运算、符号运算、数据可视化、图形界面设计、程序设计、仿真等多种功能于一体的集成软件。教学要求：了解 MATLAB 的发展历史、特点和功能，了解 MATLAB 工具箱的概念及类型。重点掌握 MATLAB 主界面各窗
11、口的用途和操作方法。1.1 MATLAB 的发展沿革20 世纪 70 年代中后期，曾在密西根大学、斯坦福大学和新墨西哥大学担任数学与计算机科学教授的 Cleve Moler 博士，为讲授矩阵理论和数值分析课程的需要，他和同事用 Fortran 语言编写了两个子程序库 EISPACK 和 LINPACK，这便是构思和开发 MATLAB 的起点。MATLAB 一词是对 Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写，由此可看出 MATLAB 与矩阵计算的渊源。MATLAB 除了利用 EISPACK 和 LINPACK 两大软件包的子程序外，还包含了用 Fortran 语言编写的、用于承担命
12、令翻译的部分。为进一步推动 MATLAB 的应用，在 20 世纪 80 年代初，John Little 等人将先前的 MATLAB 全部用 C 语言进行改写，形成了新一代的 MATLAB。1984 年，Cleve Moler 和 John Little 等人成立 MathWorks 公司，并于同年向市场推出了第一个 MATLAB 的商业版本。随着市场接受度的提高，其功能也不断增强，在完成数值计算的基础上，新增了数据可视化以及与其他流行软件的接口等功能，并开始了对 MATLAB 工具箱的研究开发。1993 年，MathWorks 公司推出了基于PC 的以Windows 为操作系统平台的MATLA
13、B 4.0版。1994 年推出的 4.2 版，扩充了 4.0 版的功能，尤其在图形界面设计方面提供了新的方法。1997 年推出的 MATLAB 5.0 版增加了更多的数据结构，如结构数组、细胞数组、多维数组、对象、类等，使其成为一种更方便的编程语言。1999 年初推出的 MATLAB 5.3 版在很多方面又进一步改进了 MATLAB 的功能。2000 年 10 月底推出了全新的 MATLAB 6.0 正式版(Release 12)，在核心数值算法、界面设计、外部接口、应用桌面等诸多方面有了极大的改进。时隔 2 年，即 2002 年 8 月又推出了 MATLAB 6.5 版，其操作界面进一步集成
14、化，并开始运用 JIT 加速技术，使运算速度有了明显提高。2004 年 7 月，MathWorks 公司又推出了 MATLAB 7.0 版(Release l4)，其中集成了MATLAB 7.0 编译器、Simulink 6.0 图形仿真器及很多工具箱，在编程环境、代码效率、数据可视化、文件 I/O 等方面都进行了全面的升级。第 1 章 MATLAB 简介19最近的一次版本更新是在 2005 年 9 月，Mathworks 公司推出了 MATLAB 7.1 版，包括了新的时间序列分析工具，进一步加强了对 Macintosh 平台的支持。另外，此前的两次较小范围的更新主要提供了一个 Linux
15、平台上的 64 位版本，并且优化了工作在 Linux 和 Macintosh 平台上的基本线性代数子程序库。显然，今天的 MATLAB 已经不再是仅仅解决矩阵与数值计算的软件，更是一种集数值与符号运算、数据可视化图形表示与图形界面设计、程序设计、仿真等多种功能于一体的集成软件。观察由欧美引进的新版教材，MATLAB 已经成为线性代数、数值分析计算、数学建模、信号与系统分析、自动控制、数字信号处理、通信系统仿真等一批课程的基本教学工具。而在国内，随着 MATLAB 在我国高校的推广和应用，MATLAB 已经渐入人心。1.2 MATLAB 的特点及应用领域MATLAB 有两种基本的数据运算量：数组
16、和矩阵，单从形式上，它们之间是不好区分的。每一个量可能被当作数组，也可能被当作矩阵，这要依所采用的运算法则或运算函数来定。在 MATLAB 中，数组与矩阵的运算法则和运算函数是有区别的。但不论是 MATLAB的数组还是 MATLAB 的矩阵，都已经改变了一般高级语言中使用数组的方式和解决矩阵问题的方法。在 MATLAB 中，矩阵运算是把矩阵视为一个整体来进行，基本上与线性代数的处理方法一致。矩阵的加减乘除、乘方开方、指数对数等运算，都有一套专门的运算符或运算函数。而对于数组，不论是算术的运算，还是关系或逻辑的运算，甚至于调用函数的运算，形式上可以当作整体，有一套有别于矩阵的、完整的运算符和运算
17、函数，但实质上却是针对数组的每个元素施行的。当 MATLAB 把矩阵(或数组)独立地当作一个运算量来对待后，向下可以兼容向量和标量。不仅如此，矩阵和数组中的元素可以用复数作基本单元，向下可以包含实数集。这些是 MATLAB 区别于其他高级语言的根本特点。以此为基础，还可以概括出如下一些 MATLAB 的特色。1. 语言简洁，编程效率高因为 MATLAB 定义了专门用于矩阵运算的运算符，使得矩阵运算就像列出算式执行标量运算一样简单，而且这些运算符本身就能执行向量和标量的多种运算。利用这些运算符可使一般高级语言中的循环结构变成一个简单的 MATLAB 语句，再结合 MATLAB 丰富的库函数可使程
18、序变得相当简短，几条语句即可代替数十行 C 语言或 Fortran 语言程序语句的功能。2. 交互性好，使用方便在 MATLAB 的命令窗口中，输入一条命令，立即就能看到该命令的执行结果，体现了良好的交互性。交互方式减少了编程和调试程序的工作量，给使用者带来了极大的方便。因为不用像使用 C 语言和 Fortran 语言那样，首先编写源程序，然后对其进行编译、连接，待形成可执行文件后，方可运行程序得出结果。193. 强大的绘图能力，便于数据可视化MATLAB 不仅能绘制多种不同坐标系中的二维曲线，还能绘制三维曲面，体现了强大的绘图能力。正是这种能力为数据的图形化表示(即数据可视化)提供了有力工具
19、，使数据的展示更加形象生动，有利于揭示数据间的内在关系。4. 学科众多、领域广泛的工具箱MATLAB 工具箱(函数库)可分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互的功能。而学科性工具箱是专业性比较强的，如优化工具箱、统计工具箱、控制工具箱、通信工具箱、图像处理工具箱、小波工具箱等。5. 开放性好，易于扩充除内部函数外，MATLAB 的其他文件都是公开的、可读可改的源文件，体现了MATLAB 的开放性特点。用户可修改源文件和加入自己的文件，甚至构造自己的工具箱。6. 与 C 语言和 Fortran 语言有良好的接
20、口通过 MEX 文件，可以方便地调用 C 语言和 Fortran 语言编写的函数或程序，完成MATLAB 与它们的混合编程，充分利用已有的 C 语言和 Fortran 语言资源。MATLAB 的应用领域十分广阔，典型的应用举例如下：(1) 数据分析；(2) 数值与符号计算；(3) 工程与科学绘图；(4) 控制系统设计；(5) 航天工业；(6) 汽车工业；(7) 生物医学工程；(8) 语音处理；(9) 图像与数字信号处理；(10) 财务、金融分析；(11) 建模、仿真及样机开发；(12) 新算法研究开发；(13) 图形用户界面设计。1.3 MATLAB 系统及工具箱概括地讲，整个 MATLAB
21、系统由两部分组成，一是 MATLAB 基本部分，二是各种功能性和学科性的工具箱，系统的强大功能由它们表现出来。基本部分包括数组、矩阵运算，代数和超越方程的求解，数据处理和傅里叶变换，数值积分等。工具箱实际是用 MATLAB 语句编成的、可供调用的函数文件集，用于解决某一方面的专门问题或实现某一类新算法。MATLAB 工具箱中的函数文件可以修改、增加或删除，用户也可根据自己研究领域的需要自行开发工具箱并外挂到 MATLAB 中。Internet 上有大量的由用户开发的工具箱资源。到目前为止，MATLAB 本身提供的工具箱有 40 多个，其中主要的有：(1) 生物信息科学工具箱(Bioinform
22、atics Toolbox)；(2) 通信工具箱(Communication Toolbox)；(3) 控制系统工具箱(Control System Toolbox)；(4) 曲线拟合工具箱(Curve Fitting Toolbox)；(5) 数据采集工具箱(Data Acquisition Toolbox)；(6) 滤波器设计工具箱(Filter Design Toolbox)；(7) 财政金融工具箱(Financial Toolbox)；(8) 频域系统辨识工具箱(Frequency System Identification Toolbox)；(9) 模糊逻辑工具箱(Fuzzy Log
23、ic Toolbox)；(10) 遗传算法和直接搜索工具箱(Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox)；(11) 图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)；(12) 地图工具箱(Mapping Toolbox)；(13) 模型预测控制工具箱(Model Predictive Control Toolbox)；(14) 神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)；(15) 优化工具箱(Optimization Toolbox)；(16) 偏微分方程工具箱(Partial Differential Equa
24、tion Toolbox)；(17) 信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)；(18) 仿真工具箱(Simulink Toolbox)；(19) 统计工具箱(Statistics Toolbox)；(20) 符号运算工具箱(Symbolic Math Toolbox)；(21) 系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)；(22) 小波工具箱(Wavelet Toolbox)。1.4 MATLAB 的安装和启动当计算机的软硬件均达到 MATLAB 的安装要求后，只需将 MATLAB 的安装光盘放入光驱，安装程序将会自动提示安装步骤
25、，按所给提示做出选择，便能顺利完成安装。MATLAB 对计算机软硬件的大致安装要求是：(1) Windows 2000、Windows XP 的操作系统；(2) Pentium III、Pentium IV 的 CPU；(3) 128MB 左右的内存；(4) 10GB 左右的硬盘；(5) 最好支持 16 位颜色，分辨率在 800600 以上的显示卡和显示器；(6) 光驱。成功安装后，MATLAB 将在桌面放置一图标，双击该图标即可启动 MATLAB 并显示MATLAB 的工作窗口界面。1.5 MATLAB 操作界面安装后首次启动 MATLAB 所得的操作界面如图 1.1 所示，这是系统默认的、
26、未曾被用户依据自身需要和喜好设置过的界面。MATLAB 的主界面是一个高度集成的工作环境，有 4 个不同职责分工的窗口。它们分别是命令窗口(Command Window)、历史命令(Command History)窗口、当前目录(Current Directory)窗口和工作空间 (Workspace)窗口。除此之外，MATLAB 6.5 之后的版本还添加了开始按钮(Start)。菜单栏工具栏当前目录设置区工作空间窗口命令窗口历史命令窗口开始按钮图 1.1 MATLAB 默认的主界面菜单栏和工具栏在组成方式和内容上与一般应用软件基本相同或相似，本章不准备给出详细说明，待后面用到时自会明了。下面
27、重点介绍 MATLAB 的 5 个窗口。1.5.1 命令窗口(Command Window)在 MATLAB 默认主界面的右边是命令窗口。因为 MATLAB 至今未被汉化，所有窗口名都用英文表示，所以“Command Window”即指命令窗口。命令窗口顾名思义是接收命令输入的窗口，但实际上，可输入的对象除 MATLAB 命令之外，还包括函数、表达式、语句以及 M 文件名或 MEX 文件名等，为叙述方便，这些可输入的对象以下通称语句。MATLAB 的工作方式之一是：在命令窗口中输入语句，然后由 MATLAB 逐句解释执行并在命令窗口中给出结果。命令窗口可显示除图形以外的所有运算结果。命令窗口可
28、从 MATLAB 主界面中分离出来，以便单独显示和操作，当然也可重新返回主界面中，其他窗口也有相同的行为。分离命令窗口可执行 Desktop 菜单中的 Undock Command Window 命令，也可单击窗口右上角的按钮，另外还可以直接用鼠标将命令窗口拖离主界面，其结果如图 1.2 所示。若将命令窗口返回到主界面中，可单击窗口右上角的按钮，或执行 Desktop 菜单中的 Dock Command Window 命令。下面分几点对使用命令窗口的一些相关问题加以说明。1. 命令提示符和语句颜色图 1.2 分离的命令窗口在图 1.2 中，每行语句前都有一个符号“”，此即命令提示符。在此符号后
29、(也只能在此符号后)输入各种语句并按 Enter 键，方可被 MATLAB 接收和执行。执行的结果通常就直接显示在语句下方，如图 1.2 所示。不同类型语句用不同颜色区分。在默认情况下，输入的命令、函数、表达式以及计算结果等采用黑色字体，字符串采用赭红色，if、for 等关键词采用蓝色，注释语句用绿色。2. 语句的重复调用、编辑和重运行命令窗口不仅能编辑和运行当前输入的语句，而且对曾经输入的语句也有快捷的方法进行重复调用、编辑和运行。成功实施重复调用的前提是已输入的语句仍然保存在命令历史窗口中(未对该窗口执行清除操作)。而重复调用和编辑的快捷方法就是利用表 1-1 所列的键盘按键。表 1-1
30、语句行用到的编辑键键盘按键键的用途键盘按键键的用途向上回调以前输入的语句行Home让光标跳到当前行的开头向下回调以前输入的语句行End让光标跳到当前行的末尾光标在当前行中左移一字符Delete删除当前行光标后的字符光标在当前行中右移一字符Backspace删除当前行光标前的字符其实这些按键与文字处理软件中介绍的同一编辑键在功能上是大体一致的，不同点主要是：在文字处理软件中是针对整个文档使用，而 MATLAB 命令窗口是以行为单位使用这些编辑键，类似于编辑 DOS 命令的使用手法。提到后一点是有用意的，实际上，MATLAB有很多命令就是从 DOS 命令中借来的。本书 1.8 节还会就一些常用命令
31、做专门介绍。3. 语句行中使用的标点符号MATLAB 在输入语句时，可能要用到表 1-2 所列的各种符号，这些符号在 MATLAB中所起的作用如表 1-2 所示。提醒一下，在向命令窗口输入语句时，一定要在英文输入状态下输入，尤其在刚刚输完汉字后初学者很容易忽视中英文输入状态的切换。表 1-2 MATLAB 语句中常用标点符号的作用名 称符 号作用空格变量分隔符；矩阵一行中各元素间的分隔符；程序语句关键词分隔符逗号,分隔欲显示计算结果的各语句；变量分隔符；矩阵一行中各元素间的分隔符点号.数值中的小数点；结构数组的域访问符分号;分隔不想显示计算结果的各语句；矩阵行与行的分隔符冒号:用于生成一维数值
32、数组；表示一维数组的全部元素或多维数组某一维的全部元素百分号%注释语句说明符，凡在其后的字符视为注释性内容而不被执行单引号 字符串标识符圆括号( )用于矩阵元素引用；用于函数输入变量列表；确定运算的先后次序方括号 向量和矩阵标识符；用于函数输出列表花括号 标识细胞数组续行号长命令行需分行时连接下行用赋值号将表达式赋值给一个变量语句行中使用标点符号示例。 a=24.5,b=Hi,Miss Black%为命令行提示符；逗号用来分隔显示计算结果的各语句；单引号标识字符串；%为注释语句说明符a= 24.5000b=Hi,Miss Blackc=1 2;3 4%方括号标识矩阵，分号用来分隔行，空格用来分
33、隔元素 c=1 23 44. 命令窗口中数值的显示格式为了适应用户以不同格式显示计算结果的需要，MATLAB 设计了多种数值显示格式以供用户选用，如表 1-3 所示。其中默认的显示格式是：数值为整数时，以整数显示；数值为实数时，以 short 格式显示；如果数值的有效数字超出了这一范围，则以科学计数法显示结果。表 1-3 命令窗口中数据e 的显示格式格 式命令窗口中的显示形式格式效果说明short(默认)2.7183保留 4 位小数，整数部分超过 3 位的小数用 short e格式short e2.7183e+000用 1 位整数和 4 位小数表示，倍数关系用科学计数法表示成十进制指数形式sh
34、ort g2.7183保证 5 位有效数字，数字大小在 10 的正负 5 次幂之间时， 自动调整数位多少， 超出幂次范围时用short e 格式long2.7182818284590514 位小数，最多 2 位整数，共 16 位十进制数，否则用long e 格式表示long e2.718281828459046e+00015 位小数的科学计数法表示long g2.71828182845905保证 15 位有效数字，数字大小在 10 的+15 和-5 次幂之间时，自动调整数位多少，超出幂次范围时用long e 格式rational1457/536用分数有理数近似表示hex4005bf0a8b14
35、576a十六进制表示+正、负数和零分别用、空格表示bank2.72限两位小数，用于表示元、角、分compact不留空行显示在显示结果之间没有空行的压缩格式loose留空行显示在显示结果之间有空行的稀疏格式需要说明的是，表中最后 2 个是用于控制屏幕显示格式的，而非数值显示格式。必须指出，MATLAB 所有数值均按 IEEE 浮点标准所规定的长型格式存储，显示的精度并不代表数值实际的存储精度，或者说数值参与运算的精度，认清这点是非常必要的。5. 数值显示格式的设定方法格式设定的方法有两种：一是执行 MATLAB 窗口中 File 菜单的 Preferences 命令，用弹出的对话框(如图 1.3
36、 所示)去设定；二是执行 format 命令，例如要用 long 格式，在命令窗口中输入 format long 语句即可。两种方法均可独立完成设定，但使用命令是方便在程序设计时进行格式设定。不仅数值显示格式可由用户自行设置，数字和文字的字体显示风格、大小、颜色也可由用户自行挑选。其方法还是执行 FilePreferences 命令，弹出如图 1.3 所示对话框。利用该对话框左侧的格式对象树，从中选择要设定的对象再配合相应的选项，便可对所选对象的风格、大小、颜色等进行设定。6. 命令窗口清屏图 1.3 Preferences 设置对话框当命令窗口中执行过许多命令后，窗口会被占满，为方便阅读，清
37、除屏幕显示是经常采用的操作。清除命令窗口显示通常有两种方法：一是执行 MATLAB 窗口的 Edit|Clear Command Window 命令；二是在提示符后直接输入 clc 语句。两种方法都能清除命令窗口中的显示内容，也仅仅是命令窗口的显示内容而已，并不能清除工作空间和历史命令窗口的显示内容。1.5.2 历史命令(Command History)窗口历史命令窗口是 MATLAB 用来存放曾在命令窗口中使用过的语句。它借用计算机的存储器来保存信息。其主要目的是为了便于用户追溯、查找曾经用过的语句，利用这些既有的资源节省编程时间。单击历史命令窗口右上角的按钮，便可将其从 MATLAB 主界
38、面分离出来，如图 1.4 所示。从窗口中记录的时间来看，其中存放的正是曾经使用过的语句。对历史命令窗口中的内容，可在选中的前提下，将它们复制到当前正在工作的命令窗口中，以供进一步修改或直接运行。其优势在如下两种情况下体现得尤为明显：一是需要重复处理长语句；二是在选择多行曾经用过的语句形成 M 文件时。1. 复制、执行历史命令窗口中的命令图 1.4 分离的历史命令窗口历史命令窗口的主要应用体现在表 1-4 中。表中操作方法一栏中提到的“选中”操作，与 Windows 选中文件时方法相同，同样可以结合 Ctrl 键和 Shift 键使用。表 1-4 历史命令窗口的主要应用功能操作方法复制单行或多行
39、语句选中单行或多行语句，执行Edit 菜单的 Copy 命令，回到命令窗口，执行粘贴操作，即可实现复制执行单行或多行语句选中单行或多行语句，右击，弹出快捷菜单，执行该菜单中的 Evaluate Selection 命令，则选中语句将在命令窗口中运行，并给出相应结果。或者双击选择的语句行也可运行把多行语句写成M 文件选中单行或多行语句，右击，弹出快捷菜单，执行该菜单的 Create M-File命令，利用随之打开的 M 文件编辑/调试器窗口，可将选中语句保存为 M 文件用历史命令窗口完成所选语句的复制操作。(1) 用鼠标选中所需第一行；(2) 再按 Shift 键和鼠标选择所需最后一行，于是连续
40、多行即被选中；(3) 执行 Edit | Copy 菜单命令，或在选中区域单击鼠标右键，执行快捷菜单的 Copy命令；(4) 回到命令窗口，在该窗口用快捷菜单中的 Paste 命令，所选内容即被复制到命令窗口。其操作如图 1.5 所示。图 1.5 历史命令窗口选中与复制操作用历史命令窗口完成所选语句的运行操作。(1) 用鼠标选中所需第一行；(2) 再按 Ctrl 键结合鼠标点选所需的行，于是不连续多行即被选中；(3) 在选中的区域右击弹出快捷菜单，选用 Evaluate Selection 命令，计算结果就会出现在命令窗口中。2. 清除历史命令窗口中的内容清除历史命令窗口内容的方法就是执行 E
41、dit 菜单中的 Clear Command History 命令。当执行上述命令后，历史命令窗口当前的内容就被完全清除了，以前的命令再不能被追溯和利用，这一点必须清楚。1.5.3 当前目录(Current Directory)窗口MATLAB 借鉴 Windows 资源管理器管理磁盘、文件夹和文件的思想，设计了当前目录窗口。利用该窗口可组织、管理和使用所有 MATLAB 文件和非 MATLAB 文件，例如新建、复制、删除和重命名文件夹和文件。甚至还可用此窗口打开、编辑和运行 M 程序文件以及载入 MAT 数据文件等。当然，其核心功能还是设置当前目录。当前目录窗口如图 1.6 所示。下面主要介
42、绍当前目录的概念及如何完成对当前目录的设置，并不准备在此讨论程序文件的运行。当前目录设置区文件详细列表图 1.6 分离的当前目录窗口MATLAB 的当前目录即是系统默认的实施打开、装载、编辑和保存文件等操作时的文件夹。用桌面图标启动 MATLAB 后，系统默认的当前目录是 MATLABwork。设置当前目录就是将此默认文件夹改变成用户希望使用的文件夹，它应是用户准备用来存放文件和数据的文件夹，可能正是用户自己有意提前创建好的。具体的设置方法有两种：(1) 在当前目录设置区设置。在图 1.1 所示 MATLAB 主界面工具栏的右边以及图 1.6所示分离的当前目录设置窗口都有当前目录设置区，可以在
43、设置区的下拉列表文本框中直接填写待设置的文件夹名或选择下拉列表中已有的文件夹名；或单击 按钮，从弹出的当前目录设置对话框的目录树中选取欲设为当前目录的文件夹即可。欲弹出分离的当前目录设置窗口，执行 MATLAB 窗口的 DesktopCurrent Directory 菜单命令即可。(2) 用命令设置。有一组从 DOS 中借用的目录命令可以完成这一任务，它们的语法格式如表 1-5 所示。表 1-5 几个常用的设置当前目录的命令目录命令含义示例cd显示当前目录cdcd 文件夹名设定当前目录为“文件夹名”cd f:matfilescd .回到当前目录的上一级目录cd用命令设置当前目录，为在程序中控
44、制当前目录的改变提供了方便，因为编写完成的程序通常用 M 文件存放，执行这些文件时是不便先退出再用窗口菜单或对话框去改变当前目录设置的。1.5.4 工作空间(Workspace)窗口工作空间窗口的主要目的是为了对 MATLAB 中用到的变量进行观察、编辑、提取和保存。从该窗口中可以得到变量的名称、数据结构、字节数、变量的类型甚至变量的值等多项信息。工作空间的物理本质就是计算机内存中的某一特定存储区域，因而工作空间的存储表现亦如内存的表现。工作空间窗口如图 1.7 所示。因为工作空间的内存性质，存放其中的 MATLAB 变量(或称数据)在退出 MATLAB 程序后会自动丢失。若想在以后利用这些数据，可在退出前用数据文件(.MAT 文件)将其保存在外存上。其具体操作方法有两种：(1)在工作空间窗口中结合快捷菜单来实现；(2)在命令窗口中执行相关命令，下面分别予以介绍。1. 用工作空间结合快捷菜单保存数据图 1.7 分离的工作空间窗口在工作空间窗口中结合快捷菜单来保存变量或删除变量的操作方法列在表 1-6 中。表 1-6 工作空间中保存和删除变量的操作方法功能操作方法全部工作空间变量保存为 MAT 文件右击，在弹出的快捷菜单中执行Save Workspace As命令，则可把当前工作空间中的全部变量保存为外存中