第2章 MATLAB桌面

MATLAB为用户提供了全新的桌面操作环境，了解并熟悉这些桌面操作环境是使用MATLAB的基础。下面介绍MATLAB的启动、主要功能菜单、命令窗口、工作空间、文件管理和帮助管理等。

2.1 MATLAB主菜单及功能

打开MATLAB主窗口后，即弹出其主菜单栏，主菜单栏包括7个菜单项，其中File菜单实现有关文件的操作，Edit菜单用于命令窗口的编辑操作，Debug菜单用于程序调试，Parallel菜单用于设置并行计算的运行环境，Desktop菜单用于设置MATLAB集成环境的显示方式，Window菜单用于关闭所有打开的编辑器窗口或选择活动窗口，Help菜单用于提供帮助信息。

常用下拉菜单的功能如下所述。

1.File主菜单项

单击File主菜单项或按下“Alt+F”组合键，弹出如图2-1所示的File下拉菜单。其中，带下画线的字母表示快捷键，即按下该字母键也可执行相同的功能。

（1）New：用于建立新的脚本文件（Script）、函数（Function）图形、模型和图形用户界面等。

（2）Open：用于打开MATLAB的.m文件、.fig文件、.mat文件、.mdl文件等，也可通过“Ctrl+O”组合键来实现此项操作。

（3）Close Command Window：关闭命令窗口。

（4）Import Data：用于从其他文件导入数据，单击该选项后弹出对话框，提示用户选择导入文件的路径和位置。

（5）Save Workspace：用于把工作空间的数据存放到相应路径的文件中。

（6）Set Path：设置工作路径。

（7）Preferences：用于设置命令窗口的属性，单击该选项，弹出如图2-2所示的属性画面。

（8）Page Setup：用于页面设置。

（9）Print：用于设置打印属性。

（10）Print Selection：用于对选择的文件数据进行打印设置。

（11）Exit MATLAB：退出MATLAB桌面操作环境。

2.Edit主菜单项

点击Edit主菜单项或同时按下“Alt+E”组合键，弹出如图2-3所示的下拉菜单。

（1）Undo：用于撤销上一步操作，也可通过快捷键“Ctrl+Z”来实现。

（2）Redo：用于重新执行上一步操作，也可通过快捷键“Ctrl+Y”来实现。

（3）Cut：用于剪切选中的对象，也可通过快捷键“Ctrl+X”来实现。

（4）Copy：用于复制选中的对象，也可通过快捷键“Ctrl+C”来实现。

（5）Paste：用于粘贴剪贴板上的内容，也可通过快捷键“Ctrl+V”来实现。

（6）Paste to Workspace：选择此命令后，出现一个导入向导（Import Wizard），用于将剪贴板中的内容粘贴到工作空间中，比如，可以将Excel中复制过来的数据表格粘贴到工作空间中。

（7）Select All：用于全部选择。

（8）Delete：用于删除所选的对象。

（9）Find：用于查找所需选择的对象。（10）Find Files：用于查找所需文件。

（11）Clear Command Window：用于清除命令窗口区的对象。

（12）Clear Command History：用于清除命令窗口区的历史记录。（13）Clear Workspace：用于清除工作区的对象。

3.Debug主菜单项

单击Debug主菜单项或按“Alt+B”组合键，弹出如图2-4所示的下拉菜单。

（1）Open Files when Debugging：用于调试时打开M文件。

（2）Step：用于单步调试程序，也可通过快捷键“F10”来实现。

（3）Step In：用于单步调试进入子函数，也可通过快捷键“F11”来实现。

（4）Step Out：用于单步调试从子函数跳出，也可通过快捷键“Shift+F11”来实现。

（5）Continue：程序执行到下一断点，也可通过快捷键“F5”来实现。

（6）Clear Breakpoints in All Files：清除所有打开文件中的断点。

（7）Stop if Errors/Warnings：在程序出错或报警处停止往下执行。

（8）Exit Debug Mode：退出调试模式。

4.Desktop主菜单项

单击Desktop主菜单项或按 “Alt+D”组合键，弹出如图2-5所示的下拉菜单。

（1）Undock Command Window：将命令窗口变为全屏显示，并设为当前活动窗口。

（2）Desktop Layout：单击该项后，弹出如图2-6所示的子菜单，用于工作区的设置，其设置选项包括系统默认设置项（Default）、单独命令窗口项（Command Window Only）、命令历史窗口和命令窗口项（History and Command Window）、全部标签项显示（All Tabbed）、除了命令窗口外其他的都最小化（All but Command Window Minimized）。

（3）Save Layout：保存选定的工作区设置。

（4）Organize Layouts：管理保存的工作区设置。

（5）Command Window：命令窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（6）Command History：命令历史窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（7）Current Directory：当前路径窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（8）Workspace：工作窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（9）Help：帮助窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（10）Profiler：轮廓图窗口项，选择该项，屏幕上便会显示该窗口。

（11）Toolbar：显示或隐藏工具栏选项。

（12）Shortcuts Toolbar：显示或隐藏快捷方式选项。

（13）Titles：显示或隐藏标题栏选项。

5.Window主菜单项

单击Window主菜单项或按“Alt+W”组合键，弹出如图2-7所示的下拉菜单。

（1）Close All Documents：关闭所有文档。

（2）0 Command Window：选定命令窗口为当前活动窗口，也可通过快捷键“Ctrl+0”来实现。

（3）1 Command History：选定命令历史窗口为当前活动窗口，也可通过快捷键“Ctrl+1”来实现。

（4）2 Current Directory：选定当前路径窗口为当前活动窗口，也可通过快捷键“Ctrl+2”来实现。

（5）3 Workspace：选定工作空间窗口为当前活动窗口，也可通过快捷键“Ctrl+3”来实现。

（6）4 Help：选定Help窗口为当前活动窗口，也可通过快捷键“Ctrl+4”来实现。

6.Help主菜单项

单击Help主菜单项或按“Alt+H”组合键，弹出如图2-8所示的下拉菜单。

（1）Product Help：显示所有MATLAB产品的帮助信息。

（2）Function Browser：启动函数浏览器，获取函数的帮助。

（3）Using the Desktop：启动Desktop的帮助。

（4）Using the Command Window：启动命令窗口的帮助。

（5）Web Resources：显示因特网上一些相关的资源网址。

（6）Check for Updates：检查软件是否更新。

（7）Demos：调用MATLAB所提供的范例程序。

（8）About MATLAB：显示有关MATLAB的信息。

2.2 MATLAB命令窗口

MATLAB的命令窗口如图2-9所示，它用于MATLAB命令的交互操作，具有两大主要功能。

1.命令窗口的主要功能和操作

命令窗口具有两大主要功能：

（1）提供用户输入命令的操作平台，用户通过该窗口输入命令和数据。

（2）提供命令执行结果的显示平台，该窗口显示命令执行的结果。

在命令窗口内执行的MATLAB主要操作有：

①运行函数和输入变量。

②控制输入和输出。

③执行程序，包括M文件和外部程序。

④保存一段日志。

⑤打开或关闭其他应用窗口。

⑥各应用窗口的参数选择。

安装好MATLAB之后，双击MATLAB图标，就可以进入命令窗口，此时意味着系统处于准备接受命令的状态，可以在命令窗口中直接输入命令语句。

MATLAB语句形式为：>>变量=表达式。

通过等号将表达式的值赋予变量。当按回车键时，该语句被执行。语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果。

使用方向键和控制键可以编辑、修改已输入的命令，↑键回调上一行命令，↓键回调下一行命令。使用“more off”表示不允许分页，“more on”表示允许分页，“more (n)”表示指定每页输出的行数。按回车键前进一行，按空格键显示下一页，按“Q”键结束当前显示。

如果命令语句超过一行或者太长希望分行输入，则可以使用多行命令继续输入。例如，输入下列式子时，可以通过两行输入。

>> S=1-12+13+4+...
9+4+18;
>> S
S = 37

注意，MATLAB 高版本中在输入符“>>”之前新增了函数浏览器（Browse for functions），可以方便地进行函数查找及函数参数的自动帮助。

2.命令窗口的常用命令

MATLAB提供了一组可以在命令窗口中输入的命令，以执行相应的操作，常用的命令及功能如表2-1所示。

表2-1 命令窗口中常用的命令及功能

2.3 MATLAB工作空间

MATLAB工作空间如图2-10所示。

工作空间中的变量以变量名（Name）、数值（Value）和类型（Class）的形式显示出来，双击某个变量，将进入变量编辑器（Variable Editor），可以直接观察变量中具体元素的值，也可以直接修改这些元素。

1.工作空间的工具条

MATLAB工作空间中还有一个工具条，可快捷地在工作空间中进行许多操作，这些常见的操作在图2-10中标注出来了，简单介绍如下。

（1）（增加新变量）：在工作空间中增加一个新的变量，并可对此变量进行赋值、修改等操作。

（2）（打开选定的变量）：将工作空间中选定的变量在变量编辑器（Variable Editor）中打开，可对此变量进行修改等操作。

（3）（导入数据）：将MATLAB支持格式的数据导入到工作空间中。

（4）（将变量保存为文件）：将工作空间中选定的变量以文件的形式保存起来。

（5）（删除变量）：将工作空间中选定的变量删除。

（6）（将变量绘制成图形）：将工作空间中选定的变量绘制成图形，支持的绘图函数有plot、bar、stem、stairs、area、pie、hist和plot3等。若在工作空间选择某变量后，再单击该图标，便可实现对该变量的曲线、曲面等图形的绘制。

2.工作空间的变量编辑器

变量编辑器（Variable Editor）是编辑数组变量的工具，其型式有如Excel电子表格，只是它仅能修改及显示，没有计算的功能。在工作空间中选定变量，然后双击，便可进入如图2-11所示的变量编辑器窗口。

在编辑器中，可以对变量进行修改、删除、增加等操作，非常方便。

需要注意的是：由于大型矩阵不容易由命令窗口输入，因此采用变量编辑器更为方便。变量编辑器可与Excel表格的数据相通，可将Excel表格中的数据复制到编辑器中的某一变数内。原则上，变量的输入以行向为主，要增加一行，只要将其中一个元素的位置增加即可，如此即可增加另一行。其余未有数据的空间则以零取代。

3.工作空间相关的常用命令

MATLAB还有几个常用的工作空间操作的命令，分别是who、whos、clear、size、length，其各自功能描述如下。

（1）who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列表。

（2）whos：列出变量的大小、数据格式等详细信息。

（3）clear：清除工作空间中的所有变量。

（4）clear变量名：清除指定的变量。

（5）size(a)：获取向量a的行数与列数。

（6）length(a)：获取向量a的长度，并在屏幕上显示。如果a是矩阵，则显示的参数为行数中的最大值。

4.工作空间的数据存取函数

MATLAB提供了以下保存（save）和载入（load）工作空间的函数。

（1）save函数

save函数用于将MATLAB工作空间中的变量存入磁盘，具体格式介绍如下。

①save：将当前MATLAB工作空间中所有变量以二进制格式存入名为matlab.mat（默认的文件名）的文件中。

②save dfile（文件名）：将当前工作空间中所有变量以二进制格式存入名为dfile.mat文件，扩展名自动产生。

③save dfile x：只把变量x以二进制格式存入dfile.mat文件，扩展名自动产生。

④save dfile.dat x –ascii：将变量x以8位ASCII码形式存入dfile.mat文件。

⑤save dfile.dat x –ascii –double：将变量x以16位ASCII码形式存入dfile.mat文件。

⑥save（fname,'x','-ascii'）：fname是一个预先定义好的包含文件名的字符串，该用法将变量x以ASCII码形式存入由fname定义的文件中，由于在这种用法中，文件名是一个字符变量，因此可以方便地通过编程的方法存储一系列数据文件。

（2）load函数

load函数用于将磁盘上的数据读入到工作空间，具体格式介绍如下。

①load：把磁盘文件matlab.mat（默认的文件名）的内容读入内存，由于存储.mat文件时已包含了变量名的信息，因此调回时已直接将原变量信息带入，不需要重新赋值变量。

②load dfile：把磁盘文件dfile.mat的内容读入内存。

③load dfile.dat：把磁盘文件dfile.dat的内容读入内存，这是一个ASCII码文件，系统自动将文件名（dfile）定义为变量名。

④x=load (fname)：fname是一个预先定义好的包含文件名的字符串，将由fname定义文件名的数据文件读入变量x中，使用这种方法可以通过编程方便地调入一系列数据文件。

2.4 M文件编辑/调试器

将MATLAB语句按特定的顺序组合在一起就得到了MATLAB程序，其文件名的后缀为.m，故也称为M文件。MATLAB提供了M文件的专用编辑/调试器，在编辑器中，会以不同的颜色表示不同的内容：命令、关键字、不完整字符串、完整字符串及其他文本，这样就可以发现输入错误，缩短调试时间。

M文件编辑/调试器如图2-12所示。

1.M文件编辑器的特点

MATLAB编辑器与其他Windows编辑程序类似，此处不再赘述，只对下列几点作特别说明。

（1）在编辑M文件时，可直接转到指定的行，可从Go菜单中选择Go To命令来完成。

（2）可直接计算M文件中表达式的值，结果显示在命令窗口中，可通过选择表达式，然后在Text菜单中选择Evalueate Selection命令来实现。

（3）可根据MATLAB的句法自动缩排，以增加M文件的可读性。先选择文本块，然后单击鼠标右键，在Text菜单中选择Smart Indent命令来实现。

2.编辑器的工具栏

下面只对此工具栏中特殊的按钮控件进行叙述，如表2-2所示。

表2-2 工具栏中特殊的按钮控件

2.5 图形窗口

MATLAB图形窗口（Figure）主要用于显示用户所绘制的图形。通常，只要执行了任意一种绘图命令，图形窗就会自动产生。绘图都在这一个图形窗中进行。如果再建一个图形窗口，则可键入figure命令，MATLAB会新建一个图形窗，并自动给它排出序号。

MATLAB的图形窗口如图2-13所示。它是MATLAB绘图功能的基础，使用极其方便。其菜单和工具栏更是增添了交互处理的功能。

1.图形窗口的菜单栏

图形窗口的Desktop（桌面）菜单、Window（窗口）菜单和Help（帮助）菜单，与其他系统的大致一样，也比较简单，可以对照学习，在此不再叙述。下面只对差别较大的菜单项进行介绍。

（1）File菜单

其主要功能命令与桌面平台的File菜单相近，只是增加了图形输出Generate M-file命令、Export Setup、Print Preview和Print命令。

①Generate M-file命令可以生成当前图形的M文件。

②Export Setup命令可以打开Export Setup（图形输出设置）对话框。

③Print Preview命令可以打开打印预览对话框。

（2）View菜单

其中的Figure Toolbar命令用于控制是否显示图形窗口中的工具栏，而Camera Toolbar命令用于控制是否显示图形窗口中的照相操作工具栏。

（3）Insert菜单

通过该菜单，可以在图形窗口中添加不同的对象，主要有：X Label、Y Label、Z Label、Title、Legend（图例）、Colorbar（颜色条）、Line、Arrow、Text Arrow、Double Arrow、TextBox、Rectangle、Ellipse、Axes和Light（光源）等。

（4）Tools菜单

包括简单的图形操作和照相操作，在此只介绍图形操作。

①Basic Fitting命令可以打开图形基本数据拟合对话框。在该对话框中，用户可以根据需要选择拟合的数据源（Select data）、拟合方式（Check to display fits on figure）、拟合函数的显示（Show equations）、数值的有效位数（Significant digits），及是否显示残差（Plot residuals）和是否显示最大残差模（Show norm of residuals）等。

②Data Statistics命令可以打开图形数据统计分析对话框。对话框中可以选择数据的最小值（min）、最大值（max）、平均值（mean）、中值（median）及均方差（std）等。

2.图形窗口的工具栏

下面只对此工具栏中特殊的按钮控件进行叙述，如表2-3所示。

表2-3 工具栏各按钮控件的图例及功能

2.6 MATLAB文件管理

MATLAB提供了一组文件管理命令，包括列文件名、显示或删除文件、显示或改变当前目录等，相关的命令及功能如表2-4所示。

表2-4 MATLAB常用文件管理命令

2.7 MATLAB帮助使用

MATLBA的所有函数都是以逻辑群组方式进行组织的，而MATLAB的目录结构就是以这些群组方式来编排的，几个常用的帮助命令如下：

（1）helpwin帮助窗口。

（2）helpdesk帮助桌面，浏览器模式。

（3）lookfor返回包含指定关键词的项。

（4）demo打开示例窗口。

MATLBA还提供了丰富的help命令，如表2-5所示，在命令窗口中输入相关命令就可以获得相关的帮助。

表2-5 MATLAB常用帮助命令

2.7.1 直接使用help获得指令使用说明

可以直接使用help获得指令的使用说明，例如想准确知道所要求助的主题词，或指令名称，那么使用help是获得在线帮助的最简单有效的途径。

例2-1 使用正弦函数sin的在线求助。

>> help sin
%输出为
sin Sine of argument in radians.
   sin(X) is the sine of the elements of X.
      See also asin, sind.
   Overloaded methods:
     codistributed/sin
   Reference page in Help browser
     doc sin

2.7.2 直接使用help进行分类搜索

例2-2 使用help指令。

使用help指令进行分类搜索，运行不带任何限定的help，得到分类名称明细表。

>> help
%输出为
HELP topics
matlab\general - General purpose commands.
…… ……
slcontrol\slctrldemos - (No table of contents file)

2.7.3 直接使用help获得具体子类指令说明

例2-3 使用help topic指令。

使用help topic指令形式获得具体子类的指令明细，如果用户想知道有关矩阵操作指令一览表，运行以下指令。

>> help polyfun
 %输出为
 Interpolation and polynomials.
   Data interpolation.
   pchip - Piecewise cubic Hermite interpolating polynomial.
  …… ……
   griddatan - Data gridding and hyper-surface fitting (dimension >= 2).
 Spline interpolation.
   spline - Cubic spline interpolation.
   ppval - Evaluate piecewise polynomial.
 Geometric analysis.
   delaunay - Delaunay triangulation.
    …… ……
   polyarea - Area of polygon.
 Polynomials.
   roots - Find polynomial roots.
    …… ……
   deconv - Divide polynomials.

2.7.4 使用lookfor指令

例2-4 使用指令窗中的lookfor指令，查找包含积分这个关键词的所有指令。

>> lookfor integral
%输出为
ellipke - Complete elliptic integral.
expint - Exponential integral function.
…… ……
triplequad - Numerically evaluate triple integral.

省略号由作者所加，表示出于节省篇幅的考虑被省略的内容。

2.8 小结

本章介绍MATLAB的启动、主要功能菜单、命令窗口、工作空间、文件管理和帮助管理等。通过阅读本章，读者对MATLAB的桌面操作环境能有一个比较全面的了解。