1.2 MATLAB的工作環境

無論MATLAB 3.x之前的DOS版本，還是MATLAB 4.x以后的Windows版本，MATLAB的一切操作都必須在MATLAB系統中進行；即要使用MATLAB語言，首先必須安裝MATLAB系統，只有在啟動MATLAB系統之后，方可進行操作。不同版本的MATLAB要安裝在不同的操作系統下。MATLAB 3.x之前的版本使用DOS操作系統，而MATLAB 4.0以后的版本都以Windows操作系統為基礎。下面我們著重介紹在Windows操作系統下，MATLAB系統的安裝。

1.2.1 MATLAB系統的安裝

MATLAB系統的安裝非常簡單，只要按照安裝程序步驟和提示，根據具體需要一步一步地進行下去即可。下面以MATLAB 6.1為例簡單地介紹一般的安裝過程。

（1）將MATLAB 6.1的安裝盤放入光驅中，找到setup.exe文件，雙擊它開始安裝（或機器自動執行安裝文件）。

（2）按照安裝向導的提示進行。在【Select MATLAB Components】對話框中選擇用戶需要安裝的選項，可選擇的MATLAB部件包括MATLAB、Simulink和各種工具箱必須安裝的文件，以及各部分的幫助文件（包括HTML和PDF兩種格式）。

（3）在【Select MATLAB Components】對話框中選擇安裝的路徑。安裝程序默認的路徑為“C:\MATLAB”，單擊【Brows...】按鈕，可以設置安裝路徑。

（4）單擊【Next>】按鈕，進行文件的解壓和復制過程。

（5）接下來安裝向導會提問是否安裝MATLAB Notebook。如果用戶的計算機上已經安裝Microsoft Word，那么就可以安裝MATLAB Notebook。單擊【Yes】按鈕確認安裝，單擊【No】按鈕取消安裝。如果安裝MATLAB Notebook，下一步可以選擇Word的版本號，以及指定它的位置。

（6）安裝完畢。如果在安裝的選項中選擇了【Excel Link】，那么為了運行MATLAB，必須重新啟動計算機。用戶可以選擇【Yes, I want to restart my computer now】（立即重新啟動計算機）或【No, I will restart my computer later】（以后啟動計算機）。單擊【Finish】按鈕結束安裝。如果系統安裝成功，將在桌面上形成如圖1.1所示的圖標。否則表明安裝失敗，需重新安裝。

1.2.2 MATLAB系統的啟動

MATLAB系統是一個高度集成的語言環境，使用起來非常方便；但要使用它，首先必須啟動MATLAB系統。啟動MATLAB系統的方法如下： 雙擊（或單擊）桌面上（或“開始/程序/MATLAB”中）的MATLAB 6.1應用程序圖標（如圖1.1所示）。MATLAB 6.1啟動后，將顯示如圖1.2所示的操作界面，它表示MATLAB系統已建立，用戶可與MATLAB系統進行交互操作。

通常情況下，MATLAB的工作環境主要由命令窗口（Command Window）、當前路徑窗口（Current Directory）、工作空間瀏覽器（Workspace）窗口、命令歷史窗口（Command History）、啟動平臺（Launch Pad）、圖形窗口（Figure）和文本編輯窗口（Editor）組成。啟動平臺窗口是6.x版本的新特點，它為用戶提供MATLAB工具箱。用戶可以方便地打開工具箱中的內容，包括幫助文件、演示示例、實用工具及Web文檔等內容。

1.2.3 MATLAB的命令窗口

1．命令窗口中的菜單與功能

MATLAB命令窗口是用戶與MATLAB系統交互的主要窗口。在該窗口中，用戶可以運行函數、執行MATLAB的基本操作命令，以及對MATLAB系統的參數設置等操作。為了靈活使用MATLAB，下面我們將對命令窗口中的各項菜單的功能和作用進行簡要介紹。

在命令窗口的菜單條下，共有6個下拉子菜單： File, Edit, View, Web, Windows和Help。

（1）File菜單

File菜單所包含的選擇項如圖1.3所示，各選項的含義分述如下。

【New及其子菜單】： 允許用戶打開一個新的文件（M文件）、新的圖形窗（Figure）、仿真模型文件（.mdl）和圖形用戶界面文件（GUI）。

【Open...】： 從指定的相應路徑和文件名打開一個已經存在的文件。

【Close Command Window】： 關閉命令窗口。

【Import Data...】： 在MATLAB工作空間中生成一變量，并從指定的路徑和相應的文件中獲取數據。

【Save Workspace As...】： 將工作空間中的所有變量數據保存在指定的路徑下的相應的文件（.mat）中。

【Set Path...】： 設置MATLAB的搜索路徑。

【Preferences...】： 允許用戶對系統的一些性能參數進行設置，如數據格式、字體大小與顏色等。

（2）View菜單

View菜單所包含的選擇項如圖1.4所示，各選項的含義分述如下。

【Desktop Layout及其子菜單】： 允許用戶在桌面上同時顯示不同的窗口。

【Undock Command Window】： 單獨顯示命令窗口。

【Current Directory Filter及其子菜單】： 允許用戶設置當前目錄瀏覽器中瀏覽的文件類型。

【Workspace View Options及其子菜單】： 允許用戶設置工作空間窗口中所顯示變量的屬性（大小、比特數、變量類型），以及顯示變量的方式（按變量名、大小）。

至于Edit、Web、Windows和Help菜單的用法，由于它們與其他一些常見的應用軟件用法相同，這里就不再介紹。

MATLAB 6.1命令窗口的工具欄如圖1.5所示。

工具欄上各按鈕的含義分述如下。

● 打開一個新的．m文件編輯器窗口。

● 在編輯器中打開一個已有的MATLAB相關文件。

● 剪切。

● 復制。

● 粘貼。

● 撤銷上一步操作。

● 恢復上一步操作。

● 創建一個新的Simulink模塊文件。

● 打開MATLAB的幫助。

2．命令窗口的編輯特殊功能鍵與命令窗口的設置

命令窗口是MATLAB的主窗口。當用戶使用命令窗口進行工作時，在命令窗口中可以直接輸入相應的命令，系統將自動顯示信息。例如在命令輸入提示符“>>”后輸入指令：

>>ty=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];

按回車鍵（Enter）后，系統即可完成對變量ty的賦值。在命令輸入過程中，除了可以采用常規編輯軟件所定義的快捷鍵或功能鍵來完成對命令輸入的編輯外，MATLAB還提供以下特殊的功能鍵，為命令的輸入和編輯帶來方便。

↑ 調出上一個（歷史）命令行

↓ 調出下一個命令行

Esc恢復命令輸入的空白狀態

這些功能在程序調試時十分有用。對于已執行過的命令，如要做些修改后重新執行，可不必重新輸入，用“↑”鍵調出原命令直接修改即可。

當輸入命令的語句過長，需要兩行或多行才能輸入時，則要使用“…”作連接符號，按回車鍵轉入下一行繼續輸入。

當用戶使用命令窗口進行工作時，用戶可以根據自己的習慣與要求，設置命令窗口的顯示方式。

設置命令窗口時，首先要選擇【File】菜單中的【Preferences】項，打開如圖1.6所示的參數設置對話框，單擊【Command Window】標簽即可進入命令窗口的設置。

（1）Text display

該選項組用來設置命令窗口中的數據格式、窗口數字顯示與Tab制表符的字符數。【Numeric format】下拉列表框用來設置數字顯示格式，MATLAB可顯示的格式如表1.1所示。【Numeric display】下拉列表框用來設置命令窗口的文字顯示格式，選擇【Compact】選項表示以文字緊縮形式顯示；選擇【Loose】選項表示以文字寬松形式顯示。【Space per tab】文本框用來設置Tab制表符的寬度。

（2）Display

該選項組有以下復選框。

【Echo on】： 在執行M文件時，如果想將執行的命令顯示在命令窗口，則可以選中該復選框。

【Limit matrix display width to eighty columns】： 如果想在命令窗口中顯示80列輸出，則可以選中該復選框。

【Enable up to 100 tab completions】： 如果選中該復選框，則可在命令窗口輸入函數時使用Tab鍵完成功能。

【Command session scroll buffer size】： 該滑桿用來設置命令窗口中卷軸緩沖器的大小。

1.2.4 工作空間窗口

工作空間窗口（Workspace）是MATLAB 6.x版本的新特點；以前的工作空間只是一個對話框，可操作性差。MATLAB 6.x版本的工作空間作為一個獨立的窗口，其操作性相當方便。它允許用戶查看當前MATLAB工作空間的內容，如圖1.7所示。它的作用與命令“whos”相同（“whos”的作用是： 在命令窗口中直接輸入“whos”，回車后即可在命令窗口中查看當前MATLAB工作空間的內容），不同的是用圖形化的表示方法來顯示。而且，通過它可以對工作空間中的變量進行刪除、保存、修改等操作，十分方便。

在工作空間中，用鼠標雙擊所選變量（也可用鼠標先對一個或多個變量完成選擇后，再單擊工具條中的圖標），則進入數組編輯器（Array Editor），如圖1.8所示。此時用戶可對變量的維數、內容等進行修改。若在工作空間選擇某變量后，再單擊鼠標右鍵即可彈出如圖1.9所示的操作菜單，實現對該變量的曲線、曲面等圖形的繪制。

1.2.5 命令歷史窗口與當前路徑窗口

命令歷史窗口（Command History）主要顯示曾經在Command Window窗口執行過的命令。

當前路徑窗口（Current Directory）主要顯示當前工作在什么路徑下，包括M文件的打開路徑等。當前路徑窗口允許用戶對MATLAB的路徑進行查看和修改，如果修改了路徑會立即產生作用。通常啟動MATLAB系統之后的默認當前路徑是“\MATLAB\work”，如果不改變當前目錄，用戶自己的工作空間和文件都將保存到該目錄。

需要注意的是，在“\MATLAB\bin”路徑的目錄下存放著MATLAB的許多重要文件，如果用戶操作不慎，比如誤刪了一些重要的系統文件，MATLAB的運行就可能出現意想不到的問題。所以對MATLAB初學者來說，這一點更應引起注意。

另外，MATLAB是采用路徑搜索的方法來查找文件系統中的M文件的。如果在命令窗口中輸入命令

>>test（回車）

MATLAB對這一命令的搜索順序為：

（1）檢查“test”是否為存儲在工作空間中的變量。若為工作空間中的變量，則返回該變量的內容；

（2）檢查“test”是否為MATLAB的內部函數。若為內部函數，則返回要求輸入到該函數的參數信息。例如在命令窗口中輸入命令

>>fft

則得到下面的反饋信息：

      ?? ? Error using ==> fft（錯誤使用fft函數）
      Not enough input arguments.（沒按要求格式輸入）

（3）檢查當前目錄中是否有test.m、test.mex或test.dll文件；

（4）檢查MATLAB搜索路徑上是否存在test.m、test.mex或test.dll文件；

（5）如不滿足上述任何一個條件，則返回出錯信息。

如果在搜索路徑中存在兩個或多個同名函數時，則只能發現搜索路徑中的第一個函數，而其他同名函數不被執行。此搜索的順序只是一般情況下的順序，而實際的搜索規則要復雜得多。

對于初學者來說，有時會出現在運行自己編寫的程序時，MATLAB系統告之該程序不存在的情況，并出現如圖1.10所示對話框。這是因為該程序不在MATLAB的搜索路徑中。為了運行該程序，用戶可以選擇對話框中任何一項，確認后即可運行。各項的含義分述如下。

【Change MATLAB current directory】： 將文件所在的路徑更換為MATLAB的當前路徑。

【Add directory to the top of the MATLAB path】： 將文件所在的路徑添加到MATLAB路徑的前端。

【Add directory to the bottom of the MATLAB path】： 將文件所在的路徑添加到MATLAB路徑的末端。

為了運行已有程序，用戶可事先設置好MATLAB的搜索路徑，然后再運行程序。

方法一： 在當前路徑窗口（Current Directory）將文件所在的路徑設置為當前路徑。

方法二： 單擊【File】菜單中的【Set Path…】選項，彈出路徑設置對話框如圖1.11所示。

在【Set Path】對話框中，可以使用【Move Up】、【Move Down】、【Move to Top】、【Move to Bottom】等按鈕調整搜索路徑的順序。使用【Remove】按鈕可以刪除選中的搜索路徑。

單擊【Add Folder】按鈕則打開如圖1.12所示的【瀏覽文件夾】對話框，選擇要添加的目錄。在【Set Path】對話框中還可以單擊【Add with Subfolders】按鈕，將選中的目錄路徑的子目錄也包含在搜索路徑中。

1.2.6 圖形窗窗口

MATLAB圖形窗窗口（Figure）主要用于顯示用戶所繪制的圖形。通常，只要執行了任意一種繪圖命令，圖形窗窗口就會自動產生。繪圖都在該圖形窗中進行。如果要再建一個圖形窗窗口，則可輸入figure命令，MATLAB會新建一個圖形窗窗口，并自動給它排出序號。

關于圖形窗口的功能說明，將在2.6.6節詳細介紹。

1.2.7 文本編輯窗窗口

1．文本編輯窗窗口啟動

通常，MATLAB的命令編輯有行命令方式和文件方式兩種。行命令方式就是在命令窗口中一行一行地輸入命令，計算機對每一行命令做出反應。文件方式就是將多行語句組成一個文件（.M文件），然后讓MATLAB來執行這個文件中的全部語句。因此，行命令方式只能編輯簡單的程序，在入門時通常用這樣方式完成命令編輯。文件方式可以編寫較復雜的程序。

文本編輯窗的作用就是用來創建、編輯和調試MATLAB相關文件（.M文件），它與一般的編輯調試器有相似的功能。

MATLAB文本編輯/調試器的啟動可以從命令窗口中選擇【新建】或【打開】文件按鈕進入，或在命令窗口中輸入： edit（回車）。其編輯模式如圖1.13所示。

下面簡要介紹調試【Debug】菜單和斷點設置【Breakpoints】菜單中相關項的功能與作用。

【Save and Run】： 保存并運行程序，直到遇到下一個斷點，對應工具按鈕為。

【Single Step】： 單步執行，對應工具按鈕為。

【Step In】： 運行當前程序行，對應的工具按鈕為。如果當前行調用了另外一個函數，則跳轉到這個函數中。

【Exit Debug Mode】： 退出調試模式，對應的工具按鈕為。

【Set/Clear Breakpoint】： 設置/清除斷點，對應的工具按鈕為。

【Clear All Breakpoints】： 清除所有的斷點，對應的工具按鈕為。

【Stop If Error】： 程序運行時遇到錯誤則停止。

【Stop If Warming】： 程序運行遇到警告則停止。

【Stop If NaN or Inf 】： 程序運行時遇到不是數（Not a Number）或是無窮大（Infinite Value）則停止。

2．文本編輯器的參數設置

當使用MATLAB編輯/調試器編輯文件時，常常需要設置一些適合自己需要的工作環境，此時，可選擇【File】菜單中的【Preferences】項，打開參數設置對話框，單擊【Editor/Debugger】標簽即可進入如圖1.14所示的文本編輯器參數設置界面。參數設置共分為五大項：【Editor/Debugger】（編輯與調試器）設置、【Font & Colors】（字體與顏色）設置、【Display】（顯示方式）設置、【Keyboard &Indenting】（鍵盤與縮進）設置和【Printing】（打印）設置，每個大項中又由若干個小的設置項組成。用鼠標單擊相應的標簽，即可彈出相應的參數設置對話界面。

（1）編輯與調試器（Editor/Debugger）的參數設置

【Editor】選項組： 選中【Built-in editor】項表示使用MATLAB的內置編輯器；選中【Other】項表示可以使用其他編輯器，此時要求輸入編輯器的路徑及應用程序名。

【Debugger Options】選項組： 該選項組用來設置是否允許在命令窗口進行調試，選中【Command Window debugging】復選框則表示可以在命令窗口執行調試功能。

【Most recently used of files list】選項組： 用來設置最近使用的文件列表數目。

【On restart】選項組： 若選中【Reopen files from previous MATLAB session】復選框，則表示下次啟動MATLAB時，打開上一次退出MATLAB時正在編輯調試的文件。

（2）字體與顏色（Font & Colors）的設置

【Font】選項組： 用來設置字體。選中【Use desktop font】項，則表示Editor/Debugger窗口中的字體采用Windows桌面字體；若選中【Use custom font】項，則用戶可以設置自己喜歡的字體，包括字體的類型與大小。

【Colors】選項組： 用來設置顏色。【Text color】項完成對字體顏色的設置；【Background color】項完成對背景顏色的設置；【Syntax highlighting】項可使編輯框中的語法項高亮顯示，以便與其他語句區別開來。若想設置高亮顯示顏色，可以單擊【Set Color】按鈕進入顏色設置。

（3）顯示方式（Display）的設置

【Opening files in editor】選項組： 設置編輯器中文件打開方式。【Single window contains all files（tabbed style）】項表示在一個窗口中顯示多個文件，各個文件以標簽的形式顯示在左下角；【Each file is displayed in its own window】項表示每個文件在各自獨立的窗口中顯示。

【Display】選項組：【Show toolbar】項表示在Editor/Debugger中顯示工具欄；【Show line numbers】項表示在Editor/Debugger中顯示文本的行數，這在修改與調試M文件時非常有用；選中【Enable datatips in edit mode】項，在編輯窗口中，用戶用鼠標指針指向某個變量時，系統會自動顯示該變量的內容。

（4）鍵盤與縮進（Keyboard & Indenting）參數設置

【Key bindings】選項組： 設置用戶習慣的鍵盤定義。【Windows】項表示使用Windows系統約定的鍵盤快捷定義，如復制和粘貼的快捷鍵分別為Ctrl+C、Ctrl+V; 【Emacs】項表示使用Emacs約定的鍵盤快捷定義，如復制快捷鍵為Ctrl+Y。

【M-file indenting for Enter key】選項組： 設置M文件的不同縮進格式。【No indent】項表示文本無縮進格式，【Block indent】項表示以塊形式縮進格式，【Smart indent】項表示智能縮進格式。

【Indent】選項組： 設置適合用戶的縮進參數。【Indent size】文本框表示可輸入同一標準的嵌套代碼列數，【Emacs style Tab key smart indenting】項表示可以通過Tab鍵縮進當前行。

【Tab】選項組： 設置適合用戶的制表符參數。【Tab size】文本框表示設置兩表符Tab間的空格數。【Tab key insert space】項表示可插入一個Tab字符。