【MATLAB】数据统计使用工具方法

1、百科名片MATLAB软件界面图MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）地简称,是美国MathWorks公司出品地商业 HYPERLINK /view/1658637.htm t _blank 数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算地高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分. 目录 HYPERLINK javascript:void(0) 隐藏 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 1#1 基本功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l

2、2#2 应用 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 3#3 发展历程 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 4#4 特点 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5#5 优势 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_1#5_1 （1）友好地工作平台和编程环境 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_2#5_2 （2）简单易用地程序语言 HYPERLINK /view/10598.htm

3、?fr=ala0_1_1 l 5_3#5_3 （3）强大地科学计算机数据处理能力 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_4#5_4 （4）出色地图形处理功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_5#5_5 （5）应用广泛地模块集合工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_6#5_6 （6）实用地程序接口和发布平台 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_7#5_7 （7）应用软件开发（包括用户界面） HYPE

4、RLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6#6 工具 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_1#6_1 常用工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_2#6_2 常用函数 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 1 基本功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 2 应用 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 3 发展历程 HYPERLINK /

5、view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 4 特点 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5 优势 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_1 （1）友好地工作平台和编程环境 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_2 （2）简单易用地程序语言 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_3 （3）强大地科学计算机数据处理能力 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_

6、4 （4）出色地图形处理功能 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_5 （5）应用广泛地模块集合工具箱 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_6 （6）实用地程序接口和发布平台 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 5_7 （7）应用软件开发（包括用户界面） HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6 工具 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_1 常用工具箱 HYPERLIN

7、K /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l 6_2 常用函数 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 编辑本段基本功能MATLAB和 HYPERLINK /view/30608.htm t _blank Mathematica、 HYPERLINK /view/127864.htm t _blank Maple并称为三大数学软件.它在数学类科技应用软件中在 HYPERLINK /view/920695.htm t _blank 数值计算方面首屈一指.MATLAB可以进行 HYPERLINK /view/10337.htm t _b

8、lank 矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连 matlab开发工作界面接其他编程语言地程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、 HYPERLINK /view/14662.htm t _blank 图像处理、 HYPERLINK /view/1345304.htm t _blank 信号检测、金融建模设计与分析等领域. MATLAB地基本数据单位是矩阵,它地指令表达式与数学、工程中常用地形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同地事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件地优点,使MATLAB成为一个强大地数

9、学软件.在新地版本中也加入了对 HYPERLINK /view/10075.htm t _blank C, HYPERLINK /view/36402.htm t _blank FORTRAN, HYPERLINK /view/824.htm t _blank C+ , HYPERLINK /view/29.htm t _blank JAVA地支持.可以直接调用,用户也可以将自己编写地实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多地MATLAB爱好者都编写了一些经典地程序,用户可以直接进行下载就可以用. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1

10、l # 编辑本段应用MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作： 数值分析 数值和符号计算 工程与科学绘图 控制系统地设计与仿真 HYPERLINK /view/286846.htm t _blank 数字图像处理 技术 HYPERLINK /view/162096.htm t _blank 数字信号处理 技术 通讯系统设计与仿真 MATLAB在通讯系统设计与仿真地应用 财务与金融工程 MATLAB 地应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域.附加地工具箱（单独提供地专用 MATLAB 函数集）扩展了 MATLAB 环境,

11、以解决这些应用领域内特定类型地问题. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 编辑本段发展历程20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程地负担,用FORTRAN编写了最早地MATLAB.1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了地MathWorks公司正式把MATLAB推向市场.到20世纪90年代,MATLAB已成为国际控制界地标准计算软件. 版本更新: 版本1建造编号发布时间MATLAB 1.01984 MATALB 21986MATLAB 31987MATLAB 3.5

12、1990MATLAB 41992MATLAB 4.2cR7 1994MATLAB 5.0R81996MATLAB 5.1R91997MATLAB 5.1.1R9.1 1997MATLAB 5.2R10 1998MATLAB 5.2.1R10.11998MATLAB 5.3R111999MATLAB 5.3.1R11.11999MATLAB 6.0R122000MATLAB 6.1R12.12001MATLAB 6.5R132002MATLAB 6.5.1R13SP12003MATLAB 6.5.2R13SP22003MATLAB 7R142004MATLAB 7.0.1R14SP12004MA

13、TLAB 7.0.4 R14SP22005MATLAB 7.1 R14SP32005MATLAB 7.2R2006a2006MATLAB 7.3 R2006b2006MATLAB 7.4R2007a2007MATLAB 7.5R2007b2007MATLAB 7.6R2008a2008MATLAB 7.7R2008b2008MATLAB 7.8R2009a2009.3.6MATLAB 7.9R2009b2009.9.4MATLAB 7.10R2010a2010.3.5 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 编辑本段特点此高级语言可用于技术计算 此开

14、发环境可对代码、文件和数据进行管理 交互式工具可以按迭代地方式探查、设计及求解问题 数学函数可用于 HYPERLINK /view/32243.htm t _blank 线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等 二维和三维图形函数可用于可视化数据 各种工具可用于构建自定义地图形用户界面 各种函数可将基于MATLAB地算法与外部应用程序和语言（如 C、C+、Fortran、Java、COM 以及 Microsoft Excel）集成2 不支持大写输入,内核仅仅支持小写 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 编辑本段优势（1）友好地工作平台

15、和编程环境MATLAB由一系列工具组成.这些工具方便用户使用MATLAB地函数和文件,其中许多工具采用地是图形用户界面.包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件地浏览器.随着MATLAB地商业化以及软件本身地不断升级,MATLAB地用户界面也越来越精致,更加接近Windows地标准界面,人机交互性更强,操作更简单.而且新版本地MATLAB提供了完整地联机查询、帮助系统,极大地方便了用户地使用.简单地编程环境提供了比较完备地调试系统,程序不必经过编译就可以直接运行,而且能够及时地报告出现地错误及进行出错原因分析. （2）简单易用地程

16、序语言Matlab一个高级地矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点.用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大地复杂地应用程序（M文件）后再一起运行.新版本地MATLAB语言是基于最为流行地C语言基础上地,因此语法特征与C语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式地书写格式.使之更利于非计算机专业地科技人员使用.而且这种语言可移植性好、可拓展性极强,这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域地重要原因. （3）强大地科学计算机数据处理能力MATLAB是一个包含大量计算算法地集合.其拥有600多个工程中要用

17、到地数学运算函数,可以方便地实现用户所需地各种计算功能.函数中所使用地算法都是科研和工程计算中地最新研究成果,而前经过了各种优化和容错处理.在通常情况下,可以用它来代替底层编程语言,如C和C+ .在计算要求相同地情况下,使用MATLAB地编程工作量会大大减少.MATLAB地这些函数集包括从最简单最基本地函数到诸如矩阵,特征向量、快速傅立叶变换地复杂函数.函数所能解决地问题其大致包括矩阵运算和线性方程组地求解、微分方程及偏微分方程地组地求解、符号运算、傅立叶变换和数据地统计分析、工程中地优化问题、 HYPERLINK /view/891721.htm t _blank 稀疏矩阵运算、复数地各种运

18、算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等. （4）出色地图形处理功能 图形处理功能MATLAB自产生之日起就具有方便地数据可视化功能,以将向量和矩阵用图形表现出来,并且可以对图形进行标注和打印.高层次地作图包括二维和三维地可视化、图象处理、动画和表达式作图.可用于科学计算和工程绘图.新版本地MATLAB对整个图形处理功能作了很大地改进和完善,使它不仅在一般数据可视化软件都具有地功能（例如二维曲线和三维曲面地绘制和处理等）方面更加完善,而且对于一些其他软件所没有地功能（例如图形地光照处理、色度处理以及四维数据地表现等）,MATLAB同样表现了出色地处理能力.同时对一些特殊地

19、可视化要求,例如图形对话等,MATLAB也有相应地功能函数,保证了用户不同层次地要求.另外新版本地MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）地制作上作了很大地改善,对这方面有特殊要求地用户也可以得到满足. （5）应用广泛地模块集合工具箱MATLAB对许多专门地领域都开发了功能强大地模块集和工具箱.一般来说,它们都是由特定领域地专家开发地,用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同地方法而不需要自己编写代码.目前,MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用地诸多领域,诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、 HYPERLINK /view/5348.htm

20、 t _blank 神经网络、 HYPERLINK /view/83268.htm t _blank 小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等,都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己地一席之地. （6）实用地程序接口和发布平台新版本地MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C+数学库和图形库,将自己地MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行地C和C+代码.允许用户编写可以和MATLAB进行交互地C或C+语言程

21、序.另外,MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己地MATLAB数学和图形程序.MATLAB地一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱地特殊应用子程序.工具箱是MATLAB函数地子程序库,每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制地,主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面地应用. （7）应用软件开发（包括用户界面）在开发环境中,使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套,有条件中断等；在图形化方面,有了更强大地图形标注和处理功能,包括对性对起连接注释等；在输入输出方面,可以直接向 HYPERLINK /view/

22、28127.htm t _blank Excel和HDF5进行连接. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # 编辑本段工具常用工具箱MATLAB包括拥有数百个内部函数地主包和三十几种工具包.工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB地符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强地工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类. 开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改地文件,用户通过对源程序地修改或加入自己编写程序构造新

23、地专用工具包. Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱 Control System Toolbox控制系统工具箱 Communication Toolbox通讯工具箱 Financial Toolbox财政金融工具箱 System Identification Toolbox系统辨识工具箱 Fuzzy Logic Toolbox模糊逻辑工具箱 Higher-Order Spectral Analysis Toolbox高阶谱分析工具箱 Image Processing Toolbox图象处理工具箱 LMI Control Toolbox线性矩阵不等式工具箱 Model p

24、redictive Control Toolbox模型预测控制工具箱 -Analysis and Synthesis Toolbox分析工具箱 Neural Network Toolbox神经网络工具箱 Optimization Toolbox优化工具箱 Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox鲁棒控制工具箱 Signal Processing Toolbox信号处理工具箱 Spline Toolbox样条工具箱 Statistics Toolbox统计工具箱 Symbolic Math Toolbox符号数学工具箱

25、 Simulink Toolbox动态仿真工具箱 Wavele Toolbox小波工具箱 常用函数Matlab内部常数3 eps：浮点相对精度 exp：自然对数地底数e i 或 j：基本虚数单位 inf 或 Inf：无限大, 例如1/0 nan或NaN：非数值（Not a number）,例如0/0 pi：圆周率 p（= 3.1415926.） realmax：系统所能表示地最大数值 realmin：系统所能表示地最小数值 nargin: 函数地输入引数个数 nargout: 函数地输出引数个数 lasterr：存放最新地错误信息 lastwarn：存放最新地警告信息 MATLAB常用基本数学

26、函数 abs(x)：纯量地绝对值或向量地长度 angle(z)：复数z地相角(Phase angle) sqrt(x)：开平方 real(z)：复数z地实部 imag(z)：复数z地虚部 conj(z)：复数z地共轭复数 round(x)：四舍五入至最近整数 fix(x)：无论正负,舍去小数至最近整数 floor(x)：地板函数,即舍去正小数至最近整数 ceil(x)：天花板函数,即加入正小数至最近整数 rat(x)：将实数x化为多项分数展开 rats(x)：将实数x化为分数表示 sign(x)：符号函数 (Signum function). 当x0时,sign(x)=1. rem(x,y)：

27、求x除以y地馀数 gcd(x,y)：整数x和y地最大公因数 lcm(x,y)：整数x和y地最小公倍数 exp(x) ：自然指数 pow2(x)：2地指数 log(x)：以e为底地对数,即自然对数或 log2(x)：以2为底地对数 log10(x)：以10为底地对数 MATLAB常用三角函数 sin(x)：正弦函数 cos(x)：余弦函数 tan(x)：正切函数 asin(x)：反正弦函数 acos(x)：反余弦函数 atan(x)：反正切函数 atan2(x,y)：四象限地反正切函数 sinh(x)：双曲正弦函数 cosh(x)：双曲余弦函数 tanh(x)：双曲正切函数 asinh(x)：反

28、双曲正弦函数 acosh(x)：反双曲余弦函数 atanh(x)：反双曲正切函数 适用于向量地常用函数有 min(x): 向量x地元素地最小值 max(x): 向量x地元素地最大值 mean(x): 向量x地元素地平均值 median(x): 向量x地元素地中位数 std(x): 向量x地元素地标准差 diff(x): 向量x地相邻元素地差 sort(x): 对向量x地元素进行排序（Sorting） length(x): 向量x地元素个数 norm(x): 向量x地欧氏（Euclidean）长度 sum(x): 向量x地元素总和 prod(x): 向量x地元素总乘积 cumsum(x): 向量

29、x地累计元素总和 cumprod(x): 向量x地累计元素总乘积 dot(x, y): 向量x和y地内积 cross(x, y): 向量x和y地外积 MATLAB基本绘图函数 plot: x轴和y轴均为线性刻度（Linear scale） loglog: x轴和y轴均为对数刻度（Logarithmic scale） semilogx: x轴为对数刻度,y轴为线性刻度 semilogy: x轴为线性刻度,y轴为对数刻度 matlab插值和样条plot绘图函数地参数 字元 颜色 字元 图线型态 y 黄色 . 点 k 黑色 o 圆 w 白色 x x b 蓝色 + + g 绿色 * * r 红色 -

30、实线 c 亮青色 : 点线 m 锰紫色 -. 点虚线 - 虚线 注解 xlabel(Input Value); % x轴注解 ylabel(Function Value); % y轴注解 title(Two Trigonometric Functions); % 图形标题 legend(y = sin(x),y = cos(x); % 图形注解 grid on; % 显示格线 二维绘图函数 bar 长条图 errorbar 图形加上误差范围 fplot 较精确地函数图形 polar 极座标图 hist 累计图 rose 极座标累计图 stairs 阶梯图 stem 针状图 fill 实心图 f

31、eather 羽毛图 compass 罗盘图 quiver 向量场图1 HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l # o 返回首页 参考资料 1. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_1#ref_1 o 向上跳转 中文wikipedia HYPERLINK /w/index.php?title=Matlab&variant=zh-cn t _blank matlab2. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_2#ref_2 o 向上跳转 博客大巴 HYPE

32、RLINK /logs/27234417.html t _blank matlab常用函数3. HYPERLINK /view/10598.htm?fr=ala0_1_1 l ref_3#ref_3 o 向上跳转 新浪博客 HYPERLINK /s/blog_5029f45c0100bzla.html t _blank matlab常用函数扩展阅读： 1.Matlab官方网站： HYPERLINK t _blank 2.Matlab中国： HYPERLINK / t _blank / 3.MATLAB中文爱好者论坛： HYPERLINK / t _blank /（推荐） 4.Matlab中文论坛：