1.2 MATLAB 2020的操作环境

本节通过介绍MATLAB 2020的工作环境界面，使读者初步认识MATLAB 2020的主要窗口，并掌握其操作方法。

MATLAB 2020的工作界面形式简洁，主要由功能区、工具栏、当前工作目录窗口（Current Folder）、命令窗口（Command Window）、工作空间管理窗口（Workspace）和历史命令窗口（Command History）等组成。

1.2.1 启动MATLAB

启动MATLAB有多种方式。最常用的启动方式就是用鼠标左键双击桌面上的MATLAB图标，也可以在“开始”菜单中单击MATLAB的快捷方式，还可以在MATLAB安装路径中的bin文件夹中双击可执行文件matlab.exe。

要退出MATLAB程序，可以选择以下几种方式之一。

◆用鼠标单击窗口右上角的“关闭”图标。

◆在命令窗口上方的标题栏点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“关闭”命令。

◆使用快捷键〈Alt+F4〉。

第一次使用MATLAB 2020，将进入其默认设置的工作界面，如图1-4所示。

1.2.2 帮助系统

要想掌握好MATLAB，一定要学会使用它的帮助系统，因为任何一本书都不可能涵盖它的所有内容，更多的命令、技巧都是要在实际使用中摸索出来的，而在这个摸索的过程中，MATLAB的帮助系统是必不可少的工具。

读者可以在使用MATLAB的过程中，充分利用这些帮助资源。

1. 联机帮助

MATLAB的联机帮助系统非常系统全面，进入联机帮助系统的方法有以下几种。

◆按下MATLAB功能区“资源”→“帮助”按钮。

◆在命令窗口执行doc命令。

◆在功能区“资源”→“帮助”下拉菜单中选择“文档”命令。

联机帮助窗口如图1-5所示，其中，上面是查询工具框，如图1-6所示，下面显示帮助内容。

2. 命令窗口查询帮助系统

用户可以在命令窗口利用帮助查询命令更快地得到帮助。MATLAB的帮助命令主要分为help命令、lookfor命令和其他帮助命令。

（1）help命令

在MATLAB中，help命令是最常用的命令，用来显示命令窗口中函数的帮助，它的使用格式见表1-1。

例1-1：搜索帮助文件。

解：MATLAB程序如下。

例1-2：查询help函数的文件。

解：MATLAB程序如下。

（2）lookfor函数

如果知道某个函数的函数名但是不知道该函数的具体用法，help函数足以解决这些问题，然而，用户在很多情况下还不知道某个函数的确切名称，这时候就需要用到lookfor函数。lookfor函数可以用来查询根据用户提供的关键字搜索到的相关函数，它的使用格式见表1-2。

例1-3：搜索对角矩阵函数。

解：MATLAB程序如下。

执行lookfor命令后，它对MATLAB搜索路径中的每个M文件的注释区的第一行进行扫描，发现此行中包含有所查询的字符串，则将该函数名和第一行注释全部显示在显示器上。当然，用户也可以在自己的文件中加入在线注释。

（3）docsearch函数

该函数用于打开帮助浏览器并显示文档主页，它的使用格式见表1-3。

1.2.3 工具栏

功能区上方是工具栏、工具栏以图标方式汇集了常用的操作命令。下面简要介绍工具栏中部分常用按钮的功能。

◆：保存M文件。

◆、、：剪切、复制或粘贴已选中的对象。

◆、：撤销或恢复上一次操作。

◆：切换窗口。

◆：打开MATLAB帮助系统。

◆：向前、向后、向上一级、浏览路径文件夹。

◆：当前路径设置栏。

1.2.4 命令行窗口

命令行窗口如图1-7所示，在该窗口中可以进行各种计算操作，也可以使用命令打开各种MATLAB工具，还可以查看各种命令的帮助说明等。

其中，“>>”为运算提示符，表示MATLAB处于准备就绪状态。如在提示符后输入一条命令或一段程序后按〈Enter〉键，MATLAB将给出相应的结果，并将结果保存在工作空间管理窗口中，然后再次显示一个运算提示符。

注意：

在MATLAB命令窗口中输入汉字时，会出现一个输入窗口，在中文状态下输入的括号和标点等不被认为是命令的一部分，所以在输入命令的时候一定要在英文状态下进行。

在命令窗口的右上角，用户可以单击相应的按钮最大化、还原或关闭窗口。单击右上角的按钮，出现一个下拉菜单。在该下拉菜单中单击按钮，可将命令窗口最小化到主窗口左侧，以页签形式存在，当鼠标指针移到上面时，显示窗口内容。此时单击下拉菜单中的按钮，即可恢复显示。

1.2.5 历史窗口

历史窗口主要用于记录所有执行过的命令，如图1-8所示。在默认条件下，它会保存自安装以来所有运行过的命令的历史记录，并记录运行时间，以方便查询。

在历史窗口中双击某一命令，命令窗口中将执行该命令。

1.2.6 当前目录窗口

当前目录窗口如图1-9所示，可显示或改变当前目录，查看当前目录下的文件，单击按钮可以在当前目录或子目录下搜索文件。

单击按钮，在弹出的下拉菜单中可以执行常用的操作。例如，在当前目录下新建文件或文件夹（还可以指定新建文件的类型）、生成文件分析报告、查找文件、显示/隐藏文件信息、将当前目录按某种指定方式排序和分组等。

1.2.7 工作区窗口

工作区如图1-10所示。它可以显示目前内存中所有的MATLAB变量名、数据结构、字节数与类型。不同的变量类型有不同的变量名图标。

1.2.8 功能区

区别于传统的菜单栏形式，MATLAB以功能区的形式显示各种常用的功能命令。它将所有的功能命令分类别放置在3个选项卡中。

1.“主页”选项卡

选择标题栏下方的“主页”选项卡，显示基本的文件、变量、代码及路径设置等操作命令，如图1-11所示。

该选项卡下的主要按钮功能如下。

（1）“文件”选项组

◆“新建脚本”按钮：单击该按钮，新建一个M文件，如图1-12所示。

◆“新建实时脚本”按钮：单击该按钮，新建一个实时脚本，如图1-13所示。

◆“新建”按钮：在该按钮下显示的子菜单包括新建的文件类型，如图1-14所示。选择不同的文件类型命令，创建不同的文件。

◆“打开”按钮：弹出“打开”对话框，如图1-15所示，在文件路径下打开所选择的不同类型的数据文件。

◆“查找文件”按钮：单击该按钮，弹出“查找文件”对话框，如图1-16所示，用于查找文件。

◆“比较”按钮：单击该按钮，弹出“选择要进行比较的文件或文件夹”对话框，如图1-17所示，用于比较指定的文件或文件夹。

（2）“变量”选项组

◆“导入数据”按钮：单击该按钮，弹出“导入数据”对话框，如图1-18所示，将数据文件导入到工作空间。

◆“保存工作区”按钮：单击该按钮，弹出“另存为”对话框，如图1-19所示，将工作区数据保存到指定的mat文件中。

◆“新建变量”按钮：单击该按钮之后，在工作区创建一个变量，默认名称为“un-named”，自动打开变量编辑器，可以输入变量参数，如图1-20所示。

◆“打开变量”按钮：打开选择的数据对象。单击该按钮之后，进入图1-21所示的数组编辑窗口，在这里可以对数据进行各种编辑操作。

◆“清空工作区”按钮：执行程序后，工作区中保存执行过程中的变量，如图1-22所示，单击该按钮，弹出“确认删除”对话框，如图1-23所示，单击“确定”按钮，删除工作区中保存的变量，删除后的结果如图1-24所示。

（3）“代码”选项组

◆“收藏夹”按钮：为了方便记录，在调试M文件时可在不同工作区之间进行切换。MATLAB在执行M文件时，会把M文件的数据保存到其对应的工作区中，并将该工作区添加到“收藏夹”文件夹中，如图1-25所示。

◆“分析代码”按钮：单击该按钮，打开代码分析器主窗口，弹出图1-26所示的“代码分析器报告”对话框，显示对当前目录中的代码进行分析，提出一些程序优化建议并生成报告。

◆“运行并计时”按钮：单击该按钮，弹出“Profiler”窗口，显示改善性能的探查器，如图1-27所示。

◆“清除命令”按钮：在该按钮下包括“命令行窗口”和“命令历史记录”两个命令。执行程序后，命令行窗口中显示程序执行过程，工作区中保存执行过程中的变量，命令历史记录窗口中显示命令执行历史记录，如图1-28所示。

若选择“命令行窗口”命令，将弹出“MATLAB”对话框，确认是否清除命令，如图1-29所示，单击“确定”按钮，清除命令行窗口中的所有文本，删除后结果如图1-30所示。

若选择“命令历史记录”命令，将弹出“MATLAB”对话框，确认是否清除命令，如图1-31所示，单击“确定”按钮，清除命令历史记录窗口中的所有文本，删除后结果如图1-32所示。

（4）“SIMULINK”选项组

◆Simulink按钮：打开Simulink主窗口。

（5）“环境”选项组

◆“布局”按钮：用于设置MATLAB界面窗口的布局与显示。单击该按钮，显示图1-33所示的子菜单，选择对应的命令进行设置。

◆“预设”按钮：单击该按钮，弹出“预设项”对话框，显示MATLAB工具、进行工具演示、查看工具的参数设置，如图1-34所示。

◆“设置路径”按钮：单击该按钮，弹出“设置路径”对话框 在图1-35所示的对话框中单击“添加文件夹”按钮，或者单击“添加并包含子文件夹”按钮，进入文件夹浏览界面。前者只把某一目录下的文件包含进搜索范围而忽略子目录，后者将子目录也包含进来。最好选后者以避免一些可能的错误。在文件夹浏览界面中，选择一个已存在的文件夹，或者新建一个文件夹，然后在“设置路径”对话框中单击“保存”按钮，就将该文件夹保存进搜索路径了。

◆“Parallel（并行）”按钮：设置cluster（集群）相关命令。

（6）“资源”选项组

用于设置MATLAB帮助相关命令。

2.“绘图”选项卡

选择标题栏下方的“绘图”选项卡，显示关于图形绘制的编辑命令，如图1-36所示。

3. App（应用程序）选项卡

选择标题栏下方的App（应用程序）选项卡，显示多种应用程序命令，如图1-37所示。

1.2.9 文件管理

本节介绍有关文件管理的一些基本操作方法，包括新建文件、保存文件等，这些都是MAT-LAB最基础的应用知识。

1. 打开文件

在MATLAB中，open命令用于在应用程序中打开文件，它的使用格式见表1-4。

表1-5中显示了在MATLAB中open命令打开的文件类型。

执行上述命令后，系统会自动在对应的编辑器中打开文件。

例1-4：打开水库预警系统的仿真数据文件。

下雨天气很容易发生洪涝等灾害，会导致水库中的水量超过危险值，水库可通过定期或不定期进行开闸泄洪工作进行缓解，减少危害。在泄洪之前应启动泄洪告警系统，提醒上游水库区域及下游河道区域相关范围内的有关人员。通过建设预警广播系统来实现高效便捷的通知，是非常有效的手段。

图1-38显示了一个设计简单的水库预警系统，其通过调整模拟的入水量与出水量显示水库的蓄水量，超过危险值即进行广播预警。

经研究，水库入水量与流经的河流检测到的水流h有如下关系。

解：MATLAB程序如下。

例1-5：打开飞机飞行控制系统状态文件。

图1-41显示了飞机直线飞行的状态，图1-42显示了飞机旋转斜向飞行的状态。

解：MATLAB程序如下。

执行上述命令后，弹出“导入向导”对话框，单击“完成”按钮，在工作区显示通过png文件创建的变量存储到工作区，方便应用，结果如图1-44所示。

执行上述命令后，弹出“导入向导”对话框，单击“完成”按钮，在工作区显示通过tif文件创建的变量，存储到工作区，如图1-46所示。

2. 删除文件

在MATLAB中，delete命令用于在应用程序中删除文件，它的使用格式见表1-6。

3. 加载文件

在MATLAB中，load命令用于将文件变量加载到工作区中，它的使用格式见表1-7。

执行上述命令后，则系统自动在工作区加载文件中的变量。

例1-6：加载名为clown.mat的文件。

解：MATLAB程序如下。

这些语句是等效的。

例1-7：加载数据文件。

解：MATLAB程序如下。

运行结果如图1-49所示。

例1-8：加载数据集中的变量。

解：MATLAB程序如下。

运行结果如图1-51所示。

4. 保存文件

在MATLAB中，save命令用于将工作区变量保存到文件中，它的使用格式见表1-8。

执行上述命令后，系统会自动保存文件。要保存名为mode.mat的文件，下面这些语句是等效的。

保存名为X的变量。

例1-9：保存变量文件。

解：MATLAB程序如下。

程序运行结果如图1-52所示，在当前文件夹下显示创建的qiu.mat文件和qiu.XLSX文件，如图1-53所示。