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Matlab基础学习 matlab基础教学

小条 2024-07-05

Matlab是一种广泛使用的视觉科学计算软件,具有语法结构简单、数值计算高效、图形功能齐全、图像处理方便等特点。它最常用于信号处理和信息隐藏处理。

1. 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(清除内存中的所有变量)。

1.4 who:以简单的形式列出当前内存中的变量。

1.5 关闭全部:关闭所有图形窗口。

2. 设置变量

2.1 变量命名。 Matlab 变量名称以字母开头,后面最多可以跟19 个字母或数字。例如,x、y、xy3、xy3a2 等都是有效的变量名称。不能用作变量名。变量名区分大小写。

2.2 表达式的替换。正如照片所示

2.3%20矩阵分配。值按行输入,行之间用分号分隔。正如照片所示

%202.4%20可以通过引用特定位置单独更改特定矩阵元素,例如S=[5,6,4]。使用命令S(2)=8%20将矩阵S%20%20的第二个元素的值从6%20更改为6。%208.如图所示

%202.5%20您可以引用已定义的矩阵并重新定义新矩阵。正如照片所示

%20%203.%20整数运算

3.1%20fix(x):截断。正如照片所示

%203.2%20Floor(x):不大于x的最大整数(高斯舍入)。正如照片所示

%203.3%20ceil(x):大于x%20%20的最小整数。正如照片所示

%20%204.%20随机序列常用命令

4.1%20rand:均匀分布的随机矩阵。如果没有变量输入,则只会生成一个随机数。%20y=rand(n):生成一个n%20%20*%20n%20%20随机矩阵,元素在(0,1)%20范围内。%20y=rand(m,n):生成一个m%20%20*%20n%20%20随机矩阵,元素在(0,1)%20范围内。正如照片所示

%204.2%20randn:正态分布随机数矩阵如果未输入变量,则仅生成正态分布随机数。%20y=randn(n):生成一个n*n%20%20正态分布随机矩阵。%20y=randn(m,n):生成m%20%20*%20n%20%20正态分布随机矩阵。正如照片所示

%204.3%20randsrc:当没有变量输入时生成均匀分布的数组。仅生成随机数1%20或-1。%20y=randsrc(n):生成一个n%20%20*%20n%20%20随机数组,其中元素为1%20或-1。%20y=randsrc(m,n):生成一个m%20%20*%20n%20%20的随机数组,其中元素为1%20或-1。正如照片所示

%20%205.%20矩阵运算常用命令

5.1%20通过直接输入创建矩阵。首尾使用“[”和“]”,同一行的元素之间用“,”或空格分隔,不同行的元素之间用“;”分隔。矩阵元素可以是数字或表达式。对于数值计算,表达式不能包含未知变量。正如照片所示

%205.2%20使用矩阵函数生成矩阵。%20Zeros(m,n):mn%20%20零矩阵。%20eye(n):n阶方阵。%20Ones(m,n):mn%20%20个元素为1%20的矩阵。%20magic(n):n阶魔方矩阵。%20rand(m,n):mn%20%20随机矩阵。%20randn(m,n):普通的mn%20%20随机矩阵。正如照片所示

%205.3%20运算符“:”。%20“j:k”表示由步长为1%20的算术序列组成的数组[j,j+1,j+2,k]。%20“j:i:k”表示由步长为i%20%20的算术序列组成的数组:[j,%20j+i,%20j+2i,k]。%20“A(i:j)”表示A(i)、A(i+1)、A(j)。

5.4%20矩阵元素。%20A(i,j)表示矩阵A第i行j列的元素。%20A(:j)%20表示矩阵A%20%20的第j%20%20列。%20A(i,)%20表示第i%20%20行。矩阵A中,A(:)表示由A的所有元素组成的二维矩阵,A(:)表示由矩阵A的列的所有元素组成的列矩阵,A(i)为第个元素i%20%20矩阵A(:)。%20[%20]%20表示空矩阵。

5.5%20矩阵运算。%20A%20%20+%20B:矩阵加法,A%20%20-%20B:矩阵减法,A%20%20*%20B:矩阵乘法,A':A%20%20的转置,k%20%20*%20A:数字k%20%20和A%20%20的乘积,det%20%20(A):A%20%20的矩阵公式,等级(A):等级A。

5.6%20特殊数组:linspace(a,b,n)%20给出区间[a,b]%20中n%20%20个相等点的数据。正如照片所示

%205.7%20数组运算:“.*”表示乘法,“.^”表示求幂。正如照片所示

%20%203.%20位运算

3.1%20bitand:按位与。%20C=bitand(A,B)%20命令返回两个非负整数数组A%20%20和B%20%20的相应元素按位与运算的结果。为了确保A%20%20和B%20%20的元素是整数,请使用ceil、fix、floor%20%20或round%20%20函数生成A%20%20和B。正如照片所示

%203.2%20bitor:按位或。%20C=bitor(A,B)%20命令返回对两个非负整数数组A%20%20和B%20%20的相应元素进行按位OR%20%20运算的结果。正如照片所示

%203.3%20bitxor:按位异或。%20C=bitxor(A,B)%20返回两个非负整数数组A%20%20和B%20%20的相应元素按位异或的结果。正如照片所示

%203.4%20bitset:设置指定位的值。%20C=bitset(A,bit,v)命令将A中元素的bit位设置为v。%20v%20%20必须为0%20或1,A%20%20的元素必须为非负整数,bit%20%20必须为1~。%20A%20%20的元素是浮点型。整数表示数字之间的数字。正如照片所示

%203.5%20bitget:获取指定位的值。%20C=bitget(A,%20bit)%20命令返回A%20%20元素中指定位的值。%20A%20%20的元素必须是非负整数,并且位必须介于1%20和浮点数之间。%20A%20%20点元素的整数表示。数字。正如照片所示

%20%204.绘图操作

4.1%20图形注释。%20title('String',%20'属性名称',%20'属性值',)---给图形添加标题,xlabel('String',%20'属性名称',%20'属性值',)%20--%20-给x轴添加标签(ylabe)

l('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%20二维图形。plot(x,y)以向量x、y为轴,绘制曲线。绘制函数y%20=%20sin%20x2在-5≤x≤5的图形。代码如下: clear%20all x%20=%20-5:.1:5; y%20=%20sin(x.^2); plot(x,y); xlabel('input%20value'); ylabel('function%20value'); title('曲线%20y=sinx^2'); 运行结果如下。如图所示 4.3%20二维图形。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%20=%20f(x1),y2%20=%20f(x2),y3%20=%20f(x3)。代码如下: clc clear%20all x%20=%20-2:.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%20二维特殊图形。bar表示的直方图,代码如下: clear%20all x%20=%201:5; bar(x),title('直方图'); 运行结果如下。如图所示 4.5%20二维特殊图形,hist表示生成直方图,M%20=%20hist(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%20x%2010大小。如图所示 五、%20文件操作 5.1%20fopen打开文件。fopen函数的调用格式为:fid%20=%20fopen(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%20fclose关闭文件。fclose函数调用格式为:sta%20=%20fclose(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%20二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]%20=%20fread(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%20size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%20x%20N的矩阵中,数据按列存放。 5.5%20fwrite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%20=%20fwrite(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、%20M文件的建立与使用 6.1%20M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%20M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 6.3%20输入内容。如图所示 6.4%20点击工具栏中的“Save”按钮保存M文件,在选择文件夹对话框中默认保存在“C:\Program%20Files%20(x86)\MATLAB71\work”下,文件名为showlena.m。如图所示 6.5%20保存M文件并关闭编辑窗口,在命令窗口输入“showlena”,按Enter键。如图所示 6.6%20选择图像文件test.bmp(C:\Users\Administrator\Desktop\信息隐藏技术\Matalab简介\test.bmp)并点击“打开”按钮,弹出绘制图像窗口。如图所示 5d3d0d89bdda4bce9a6e279d8029950a~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720745657&x-signature=xhKmFNdT1DdDFry2FfWDM3UjK88%3D6.7 函数文件是另一种形式的M文件,它的第一句可执行语句是以function引导的定义语句,在函数文件中的变量都是局部变量。M函数文件的一般形式为function <因变量> = <函数名> (<自变量>),有多个因变量时用[ ]括起来。 6.8 用M函数文件读入并绘制图像。打开M文件编辑窗口,在编辑窗口中输入内容。如图所示 6.9%20将函数文件保存为a.m文件,在命令窗口中输入命令并选择BMP图像文件(C:\Users\Administrator\Desktop\信息隐藏技术\Matalab简介\test.bmp)。如图所示 2f0e9035f99748f5b6265dff3a321e67~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720745657&x-signature=OBVXSPQ30krXmvaPKA7e0dEP5DU%3D6.10 点击“打开”按钮,继续在命令窗口输入命令。如图所示 1a51d45845014c04a981324f334e603d~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720745657&x-signature=pnajC0Bcw2eCEhgLuuA6hTLZORU%3D6.11 绘制出图像。如图所示 3000938ec70c4d5bb5da1c33096f3e15~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1720745657&x-signature=kXJFljRqYrxC%2B%2Bv3%2B52twHPrFxg%3D 版权声明:本文转载于网络,版权归作者所有,如果侵权,请联系本站编辑删除

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