1.2 MATLAB的特點及應用領域

MATLAB有兩種基本的數據運算量：數組和矩陣，單從形式上，它們之間是不好區分的。每一個量可能被當作數組，也可能被當作矩陣，這要依所采用的運算法則或運算函數來定。在MATLAB中，數組與矩陣的運算法則和運算函數是有區別的。但不論是MATLAB的數組還是MATLAB的矩陣，都已經改變了一般高級語言中使用數組的方式和解決矩陣問題的方法。

在MATLAB中，矩陣運算是把矩陣視為一個整體來進行，基本上與線性代數的處理方法一致。矩陣的加減乘除、乘方開方、指數對數等運算，都有一套專門的運算符或運算函數。而對于數組，不論是算術的運算，還是關系或邏輯的運算，甚至于調用函數的運算，形式上可以當作整體，有一套有別于矩陣的、完整的運算符和運算函數，但實質上卻是針對數組的每個元素施行的。

當MATLAB把矩陣（或數組）獨立地當作一個運算量來對待后，向下可以兼容向量和標量。不僅如此，矩陣和數組中的元素可以用復數作基本單元，向下可以包含實數集。這些是MATLAB區別于其他高級語言的根本特點。以此為基礎，還可以概括出如下一些MATLAB的特色。

1．語言簡潔，編程效率高

因為MATLAB定義了專門用于矩陣運算的運算符，使得矩陣運算就像列出算式執行標量運算一樣簡單，而且這些運算符本身就能執行向量和標量的多種運算。利用這些運算符可使一般高級語言中的循環結構變成一個簡單的MATLAB語句，再結合MATLAB豐富的庫函數可使程序變得相當簡短，幾條語句即可代替數十行C語言或Fortran語言程序語句的功能。

2．交互性好，使用方便

在MATLAB的命令窗口中，輸入一條命令，立即就能看到該命令的執行結果，體現了良好的交互性。交互方式減少了編程和調試程序的工作量，給使用者帶來了極大的方便。因為不用像使用C語言和Fortran語言那樣，首先編寫源程序，然后對其進行編譯、連接，待形成可執行文件后，方可運行程序得出結果。

3．強大的繪圖能力，便于數據可視化

MATLAB不僅能繪制多種不同坐標系中的二維曲線，還能繪制三維曲面，體現了強大的繪圖能力。正是這種能力為數據的圖形化表示（即數據可視化）提供了有力工具，使數據的展示更加形象生動，有利于揭示數據間的內在關系。

4．學科眾多、領域廣泛的工具箱

MATLAB工具箱（函數庫）可分為兩類：功能性工具箱和學科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實時交互的功能。而學科性工具箱是專業性比較強的，如優化工具箱、統計工具箱、控制工具箱、通信工具箱、圖像處理工具箱、小波工具箱等。

5．開放性好，易于擴充

除內部函數外，MATLAB的其他文件都是公開的、可讀可改的源文件，體現了MATLAB的開放性特點。用戶可修改源文件和加入自己的文件，甚至構造自己的工具箱。

6．與C語言和Fortran語言有良好的接口

通過MEX文件，可以方便地調用C語言和Fortran語言編寫的函數或程序，完成MATLAB與它們的混合編程，充分利用已有的C語言和Fortran語言資源。

MATLAB的應用領域十分廣闊，典型的應用舉例如下：

（1）數據分析；

（2）數值與符號計算；

（3）工程與科學繪圖；

（4）控制系統設計；

（5）航天工業；

（6）汽車工業；

（7）生物醫學工程；

（8）語音處理；

（9）圖像與數字信號處理；

（10）財務、金融分析；

（11）建模、仿真及樣機開發；

（12）新算法研究開發；

（13）圖形用戶界面設計。