MATLAB语言基础教程、 小项目1:简单的计算器、 小项目2:有页面的计算器、使用App Designer创建GUI计算器

MATLAB

  • MATLAB语言基础教程
    • 1. MATLAB简介
    • 2. 基本语法
      • 变量与赋值
      • 向量与矩阵
      • 矩阵运算
      • 数学函数
      • 控制流
    • 3. 函数
    • 4. 绘图
    • 案例:简单方程求解
  • 小项目1:简单的科学计算器
    • 功能
    • 代码
    • 项目说明
  • 小项目2:有页面的计算器
    • 使用App Designer创建GUI计算器
    • 主要步骤:
    • 完整代码(使用MATLAB编写)
    • 说明:
    • 如何运行:
  • 小项目总结

MATLAB语言基础教程

1. MATLAB简介

MATLAB(矩阵实验室)是一种用于数值计算、数据可视化和编程的高级语言。它在工程和科学领域中非常流行,尤其是用于处理矩阵运算、线性代数和数值分析等任务。

2. 基本语法

变量与赋值

MATLAB中不需要声明变量类型,使用等号=赋值即可。

x = 5;     % 整数
y = 3.14;  % 浮点数
z = 'Hello, MATLAB'; % 字符串

向量与矩阵

MATLAB的强项是处理矩阵和向量。使用方括号[]来创建向量和矩阵。

% 行向量
rowVec = [1, 2, 3, 4];

% 列向量
colVec = [1; 2; 3; 4];

% 矩阵
matrix = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9];

矩阵运算

MATLAB支持多种矩阵操作,如加法、乘法、转置等。

A = [1, 2; 3, 4];
B = [5, 6; 7, 8];

% 矩阵加法
C = A + B;

% 矩阵乘法
D = A * B;

% 矩阵元素乘法(点乘)
E = A .* B;

% 矩阵转置
F = A';

数学函数

MATLAB内置了大量数学函数,如sincossqrt等。

x = 16;
y = sqrt(x); % y = 4

z = sin(pi/2); % z = 1

控制流

MATLAB支持常见的控制流语句,包括ifforwhile等。

% if 语句
a = 10;
if a > 5
    disp('a is greater than 5');
else
    disp('a is less than or equal to 5');
end

% for 循环
for i = 1:5
    disp(i);
end

% while 循环
i = 1;
while i <= 5
    disp(i);
    i = i + 1;
end

3. 函数

MATLAB函数使用function关键字定义。一个典型函数有输入参数和输出参数。

function output = addTwoNumbers(x, y)
    output = x + y;
end

在脚本文件中,可以调用该函数:

result = addTwoNumbers(3, 5); % result = 8
disp(result);

4. 绘图

MATLAB非常擅长数据可视化,可以通过plot函数绘制图表。

x = 0:0.1:2*pi; % 生成从0到2π的数组,步长为0.1
y = sin(x);     % 对每个x值计算sin函数

% 绘制图形
plot(x, y);
title('Sine Wave');
xlabel('x');
ylabel('sin(x)');

案例:简单方程求解

我们将使用MATLAB解一个简单的线性方程组:

2x + 3y = 13
4x -  y = 5

步骤:

  1. 使用矩阵形式表示方程组。
  2. 使用MATLAB的矩阵求解函数inv(逆矩阵)或\操作符求解。
% 定义系数矩阵A和常数矩阵B
A = [2, 3; 

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