matlab学习笔记(流程控制结构、函数、二维图形的绘制、三维图形绘制)

流程控制结构

循环结构

for 循环结构

for i = v, loop program body, end

其中v是一个向量，循环时每次从v中去一个数值，直到v向量中所有量都被取完了。

while 循环结构

while(condition)
	loop structure body,
end

测试程序运行时间可以用，tic、toc语句

条件转移结构

if (condition1)
	statement group 1
elseif (condition2)
	statement group 2
else 
	statement group 3
end

开关结构

switch switch_expression
case expression 1, staements 1
case {expression 2, expression 3, ... , expression m}, statement 2
......
otherwise, statements n
end

函数

函数的基本格式：

function [outputArg1,outputArg2]=function_name(inputArg1,inputArg2)
% UNTITLED Summary of this function goes here
% Detailed explanation goes here
outputArg1 = inputArg1;
outputArg2 = inputArg2;
end

nargin、nargout：检测输入和返回变量的个数。
判断一个是否是非负整数： abs(n - floor(n))>eps|n<0

二维图形的绘制

一般二维图形绘制

plot(x,y)

分段函数的绘制方法：互斥条件
可以使用点乘的形式来绘制互斥条件的分段函数。
例：
$$y=\{\begin{array}{l}1.1sign(x),|x|>1.1\\ x,|x|⩽1.1\end{array}$$

>> x = [-2:0.02:2];
>> y = 1.1*sign(x).*(abs(x)>1.1)+x.*(abs(x)<=1.1);
>> plot(x,y)

改变曲线的性质：
plot(x, y, 'option 1')
line type: ‘-’ , ‘–’ , ‘:’ , ‘-.’
colour::b, g, m, w, c, r, y
marks::’*’ , ‘.’ , ‘x’ , ‘v’ , ‘^’ , ‘>’
可以通过get()、set()来获取和更改对象属性
如果遇到两条曲线的幅值相差悬殊，可以调用双纵轴绘制函数plotyy()

特殊二维图形绘制

1. 多子图：subplot （m,n,k） 一个窗口划分成mn个小块，每个小块存放一个子图，k是子图的编号。 编号规则是： 从左到右边，从上到下依次编号。

2. 双纵坐标函数plotyy
   在Matlab中，如果需要绘制出具有不同纵坐标标度的两个图形，可以使用plotyy函数，它能把具有不同量纲，不同数量级的两个函数绘制在同一个坐标中，有利于图形数据的对比分析。使用格式为：plotyy(x1,y1,x2,y2)
   x1,y1对应一条曲线，x2,y2对应另一条曲线。横坐标的标度相同，纵坐标有两个，左边的对应x1,y1数据对，右边的对应x2,y2。

3. 极坐标图
   polar函数用来绘制极坐标图，调用格式为：
   polar(theta,rho,option)
   其中，theta为极坐标极角，rho为极径，option的内容和plot函数相似。

4. 对数坐标图
   在实际应用中，经常用到对数坐标，Matlab提供了绘制对数和半对数坐标曲线的函数，其调用格式为：
   semilogx(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,...)
semilogy(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,...)
loglog(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,...)

三维图形绘制

plot3(x1,y1,z1,option1,x2,y2,z2,option2,...)
绘制三维轨迹图:comet3(x,y,option)
例：

>> t = 0:0.1:2*pi;
>> x = t.^3.*sin(3*t).*exp(-t);
>> y = t.^3.*cos(3*t).*exp(-t);
>> z = t.^2;
>> plot3(x,y,z)
>> grid

>> stem3(x,y,z);
>> hold on;
>> plot3(x,y,z),grid;
>> hold off
>> grid
>> figure;
>> grid
>> comet3(x,y,z)

hold on,保持上一张图并在此基础上绘制。

三维曲面绘制

>> [x,y] = meshgrid(-3:0.1:3,-2:0.1:2);
>> z = (x.^2-2*x).*exp(-x.^2-y.^2-x.*y);
>> mesh(x,y,z)
>> figure
>> surf(x,y,z)

先用meshgrid()创建一个平面x,y范围
mesh绘制3d图，surf绘制表面涂

参数方程绘制（Mobius带）

syms u v;
x=cos(u)+v*cos(u)*cos(u/2);
y=sin(u)+v*sin(u)*cos(u/2); 
z=v*sin(u/2); 
ezsurf(x,y,z,[0,2*pi,-0.5,0.5])

参数方程使用ezsurf绘制
ezsurf (f_x,f_y,f_z,[u_m,u_M,v_m,v_M])

球的绘制

>> subplot(2,2,1)
>> [x,y,z]=sphere(10);
>> surf(x,y,z)
>> subplot(2,2,2)
>> [x,y,z]=sphere(20);
>> surf(x,y,z)
>> subplot(2,2,3)
>> [x,y,z]=sphere(40);
>> surf(x,y,z)
>> subplot(2,2,4)
>> [x,y,z]=sphere(80);
>> surf(x,y,z)

绘制的球半径默认为1，如果要设置绘制的球的半径和圆心如下：
x1 = Rx+o_x
y1 = Ry+o_y
z1 = R*z+o_z
[x1,y1,z1] = sphere(20)

绘制柱面

>> z0=-1:0.1:3;
>> r=exp(-z0.^2/2).*sin(z0);
>> [x,y,z]=cylinder(r); z=-1+4*z; 
>> surf(x,y,z)

其中z = -1+4*z是对生成的柱面进行延展以达到需要的坐标范围，因为3D图默认0-1