MATLAB Cheat Sheet

Misc (杂项)

• 用 " 来标识字符串(String); 用 ' 来表示字符类型(Char)

• 优雅的MATLAB脚本是有 ; 作为休止符的

  对赋值命令使用 ; 则其复制结果不会出现在命令区。

• 使用 clear 来清空变量, clc 来情况命令区输出

• .* 通过将对应的元素相乘来将数组 A 和 B 相乘。A 和 B 的大小必须相同或兼容。(即 A和 B都是数组之类的玩意 ? )

  作图时貌似是很重要的玩意, 必须要有。

• 使用format来控制变量显示的精度
  如: format long 显示15位小数

    `format short`  再切换回4位小数
  

• linspace() 与 : 的区别
  

  • linspace(a,b,N) 作用:
    用于产生从 a 到 b 之间的N点行线性的矢量。其中 a 、b 、N 分别为起始值、终止值、元素个数。若默认无 N ，默认点数为100。
  • a:S:b 作用:
    用于产生从 a 到 b 之间的矢量。其中 S 指代每个数之间的间隔单位。

    可以使用 x' 将横向数组换成纵向数组。

• meshgrid() 的使用
  范例: [X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z)

  当只有 X 和 Y 参数时, 返回二维坐标点, 反之亦然。

  作为参数的 x 和 y 的定义应如下所示: x = 1:3

• 获取函数的多个输出 : 用[]
[row, col] = size(x)
  得到数组的横纵长度值
  [value, index] = max(x)
  得到数组最大值和其索引值

• numel()
  Number of array elements
  用于获得数组/矩阵的元素个数

• length()
  获取数组/矩阵(未查证)的长度

矩阵相关

常用函数

rand(x,y)

用于生成随机数的矩阵, x 指代行 y 指代列。

zeros(x,y)

用于生成 0 的矩阵, x 指代行 y 指代列。

size(x)

查看矩阵的大小,返回 行 · 列的格式。

统计函数

函数	用途
min	最小值
max	最大值
mean	平均数
median	中位数
mode	众数
std	标准差
var	方差
sum	求和
prod	元素乘积

可以用已有的矩阵的大小来创建新的数列。如: rand(size(x))。

矩阵操作

清空指定位置的元素值

data({索引}) = []

排序

[xSorted,idx] = sort({v},"descend")

• xSorted 是已排序的数组, 顺序有后面的 descend 决定
• idx 是正确顺序的针对现有数组的索引
• descend -> 递减 ascend -> 递增
• 可以指定 "MissingPlacement" 的值为 "last"来放置不太正常的值到排序后数组的最下面

通过索引提取特定值

一维数组

使用 x(index) 来指定即可。

二维数组 / 矩阵

使用 x(row,column) 来指定。

指定后可以对特定值直接进行赋值操作。

• 使用 end 关键字可以指定”最后”的行或列
  如: x = data(end, 3);

• 使用 : 可代表所有”行”或”列”
  如: x = data(:,3);

• 如果只使用一种索引 x (线性索引), 则它将按顺序从上到下遍历每列。

• 索引可以是非连续的 如: x = data([1 4 6])

• 可以构建出比较复杂的索引 如: x = M([1 2], [1 end])
  如上的代码会选出矩阵中第1,2行的最前和最后的元素

使用逻辑索引来提取

x = data(data > {数值})

这样就会将满足条件的元素添加到 x 中去

同样的,这个也支持逻辑运算符 &; |; ~
如: x = v1(v1>6 | v1<2)

• isnan(v) 输出逻辑向量来说明被判断的值是否为空 (1代表空)

数组运算

基础运算

• 数组支持基于相同大小的数组的四则运算
  sum = x + y;

• 或是任意数组与任意标量的运算
  a = x + 2;

  此处隐含着 “标量扩张” (Scalar Expansion) 的概念

• 同样的任意大小的数组也支持进行各种函数运算
  如: sin(data) 和 sqrt(data)

求平均值

mean({v})

• 针对矩阵的使用: 指定对行还是对列

  • 对行: mean({v},2)
  • 对列: mean({v},1)

• 针对存在 NaN 的解决方案:

  1. 使用 isNaN() 进行确认
  2. 使用 mean({v},"omitnan")计算

  可使用 nnz({v}}) 获知具体的 NaN 数量

数组串接 (Concatenation)

1. 横向串接
   x = [A, B]
   • 要求两矩阵的行数(row)相同即可
   • 貌似不要 , 也行, 直接 x = [A B]
2. 纵向串接
   x = [A; B]
   • 要求两矩阵的纵数(col)相同即可

矩阵构建

函数生成

• rand({row},{col}) 生成随机的(0-1)矩阵

• zeros({row},{col}) 生成全是0的矩阵

• ones({row},{col}) 生成全是1的矩阵

格式转换

• reshape({ori},{row},{col})
  将一维的 vector 转化为矩阵, 或将原有矩阵改变形状

  {row} 或 {col} 可采用 [] 作为通配符代替

  常见转换: matrix to one col x(:) & reshape(x,[],1)

制图相关

总指南

标识与图例

• xlabel() 与 ylabel() 分别给 x 轴和 y 轴添加标识。

• title() 用于给图表添加标识。

• legend("{sth1}","{sth2}") 用于添加图例。
  

• xtick() 和 xticklabel()

xtick() 中指明要添加 label 的列即可 (index直接指明)
  xticklabel() 中直接写要添加的文本内容即可

  指明的列和文本数量不需匹配

  2D制图

图表类型

• 折线图 plot()
  使用方法:

  • plot(x,y)
  • plot(x1,y1,x2,y2) 或 plot(x,[y1 y2 ...]
  • plot({matrix}) 效果见图:
    

• 散点图 scatter()
  基本输入与 plot() 相同

  • 更改点的大小 (第三个参数)
    scatter(x,y,{size})
    看起来好像没有上限的样子, 要做成随图像变化的样子则需要标记大小参数长度与 x 和 y 相同
  • 更改点的颜色 (第四个参数)
    scatter(x,y,[],{color})
    颜色必须为一个 RGB 三元组、每个散射点对应一种颜色的 RGB 三元组所组成的 m×3 矩阵或每个散点对应一个值的 m×1 向量。
    不过我做出来都是这种颜色:
    
  • 更改点
    1. 在最后加 filled 属性即可实现填充点的效果
    2. 在最后加 d 或其他可以指定点的形状

• 阶梯图 stairs()
  与 plot() 相同

• 主干图 stem()
  与 plot() 相同

• 面积图 area()
  与 plot() 相同
  (就是 plot加了面积而已

• 柱状图 bar()
  大体与 plot() 相同

  • 堆叠式
    添加 stacked 属性
  • 分组
    

• 饼图 pie()

以矩阵作图

`plot({matrix})`

如果采用 plot(data), 则将”Month”视为x轴;
而如果是 plot(data'), 则”Years”为x轴

y轴是由元素值自动生成的

作图相关

• 改变图线: 通过在函数的第三个参数中指定颜色/样式/端点形状.
  格式如下:

颜色	样式	形状
r	–	o
g	:	+
b	-.	*
c	-	.
m	‘none’	>

• 使用 "linewidth",{线宽} 作为最后的参数可设置线宽。

• 绘制多图: 在 plot() 完后,执行 hold on 再去 plot() 下一个。

• xlim 与 ylim
  用于手动设置图像范围. 用法: x/ylim([{起始} {终止}])

• axis tight
  使图像范围适应到数据的最大值和最小值

3D制图

图表类型

• 标准曲面图
  surf(X,Y,F);.

  

• 曲面点图
  mesh(X,Y,F);

  还有 meshc() 和 meshz() , c 是等高线; 而 z 是底部加固体填充. 具体见图片.

surfc() 相比原来的 surf() 是多加了个等高线在 X-Y 面上.

• 等高线图
  contour()

• 使用 colorbar 来添加颜色栏

子图绘制 subplot

subplot(m,n,p);
subplot(m,n,p,'replace');
subplot(m,n,p,'align');

m / n 指代建立的网格横纵数
p 指代该图像放在网格的位置 (从左到右数)

编程与脚本

创建脚本

使用 edit [文件名] 即可.

添加注释

在行首添加 % .

运行脚本

在命令区内输入脚本名称

循环语句

for n = 0:{MAX}
    [Other codes]
end

以上代码展示了自变量 n 由0遍历至MAX值的循环语句

看起来是使用严格的缩进和”开始”,”结束”标识符来进行代码的分层

判断语句

if num > 100
    a = 1000
elseif num < 0
    a = -1
else
    a = 0
end

(不做过多解释)