1.4 MATLAB桌面操作环境_精通MATLAB图像处理-QQ阅读男生都市网

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1.4 MATLAB桌面操作环境

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的启动和退出、主要功能菜单、命令窗口（Command Window）、工作空间（Workspace）、文件管理和帮助管理等。

1.4.1 启动和退出

以Windows操作系统为例，进入Windows后，选择“开始”→“程序”→“MATLAB R2008b”，便可以进入如图1-1所示的MATLAB默认主窗口。如果安装时选择在桌面上生成快捷方式，也可以双击快捷方式直接启动。

图1-1 MATLAB主窗口

MATLAB主窗口是MATLAB的主要工作界面。主窗口除了嵌入一些子窗口外，主要包括菜单栏和工具栏。

主窗口的工具栏共提供了11个命令按钮。这些命令按钮均有对应的菜单命令，但比菜单命令使用起来更快捷、方便。

单击主窗口左下角的“Start”按钮，会弹出一个菜单，如图1-2所示。选择其中的命令可以运行MATLAB产品的各种软件工具，并且可以查阅MATLAB包含的各种资源。

图1-2 “Start”按钮的弹出式菜单

从图1-2中可以看出，MATLAB的主要资源有：

（1）MATLAB主体：由MATLAB的编程集成环境、程序开发工具与其他软件的扩展接口组成。

（2）工具箱（Toolboxes）：工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，例如进行图像处理方面应用的图像处理工具箱。

（3）Simulink：Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。它是一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

（4）模块集（Blocksets）：模块集是一个个的数学软件包，是系统仿真的关键部件。

（5）自动代码生成工具（Links and Targets）：将MATLAB中的Simulink程序框图自动转换成嵌入式ANSI C的代码，是第三方软件和硬件应用Simulink的工具。

常用的退出MATLAB系统的方式有三种：

● 在文件菜单（File）中选择“Exit MATLAB”。

● 在命令窗口输入“exit”。

● 用鼠标单击窗口右上角的关闭图标。

1.4.2 主菜单及功能

打开MATLAB主窗口后，即弹出其主菜单栏，共包含File、Edit、Debug、Parallel、Desktop、Window和Help共7个菜单项。主菜单栏的各菜单项及其下拉菜单的功能简要介绍如下。

1.File主菜单项

File主菜单项中的命令用于实现有关文件的操作，其下拉菜单项有：

（1）New：用于建立新的．m文件、图形、模型和图形用户界面。

（2）Open：用于打开MATLAB的．m文件、．fig文件、．mat文件、．mdl文件、．cdr文件等，也可通过快捷键“Ctrl+O”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，单击此菜单项后弹出对话框，用户可在其中选择导入文件的路径和位置。

（5）Save Workspace As：用于把工作空间的数据存放到相应的路径文件中。

（6）Set Path：设置工作路径。

（7）Preferences：用于设置命令窗的属性，单击该选项将弹出一个属性画面。

（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

Edit主菜单项中的命令用于命令窗口的编辑操作，其下拉菜单项有：

（1）Undo：用于撤销上一步操作。

（2）Redo：用于重新执行上一步操作。

（3）Cut：用于剪切选中的对象。

（4）Copy：用于复制选中的对象。

（5）Paste：用于粘贴剪贴板上的内容。

（6）Paste to Workspace：用于打开“Import Wizard”（输入向导）对话框，将剪贴板上的数据粘贴到MATLAB的工作空间中。

（7）Select All：用于选择所有对象。

（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：用于查找所需的文件。

（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

用户可以通过Debug主菜单进行程序调试时的各种设置，其下拉菜单项有：

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

（2）Step：用于单步调试程序。

（3）Step In：用于单步调试进入子函数。

（4）Step Out：用于单步调试从子函数中跳出。

（5）Continue：程序执行到下一断点。

（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.Parallel主菜单项

Parallel主菜单项中的命令用来进行并行计算方面的设置，其下拉菜单项有：

（1）Select Configuration：选择并行计算的配置类型。

（2）Manage Configuration：对配置进行管理。

（3）Admin Center：打开并行计算的管理中心。

并行计算的设置比较专业，一般不建议用户自行设置。

5.Desktop主菜单项

Desktop主菜单项中的命令用来设置主窗口中需要打开的窗口，其下拉菜单项有：

（1）Desktop Layout：单击该项后，弹出一个子菜单，用于桌面显示方式的设置，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）等。

（2）Save Layout：保存选定的桌面显示方式设置。

（3）Organize Layouts：管理保存的桌面显示方式设置。

（4）Command Window：控制在桌面系统中显示或隐藏命令窗口。

（5）Command History：控制在桌面系统中显示或隐藏历史命令窗口。

（6）Current Directory：控制在桌面系统中显示或隐藏当前路径浏览器窗口。

（7）Workspace：控制在桌面系统中显示或隐藏工作空间窗口。

（8）Help：控制在桌面系统中显示或隐藏帮助界面。

（9）Profiler：控制在桌面系统中显示或隐藏调试器界面。

（10）Editor：控制在桌面系统中显示或隐藏M文件编辑窗口。

（11）Figures：控制在桌面系统中显示或隐藏Figure窗口。

（12）Web Browser：控制在桌面系统中显示或隐藏Web Browser窗口。

（13）Variable Editor：控制在桌面系统中显示或隐藏工作空间变量编辑窗口。

（14）File and Directory Comparisons：控制在桌面系统中显示或隐藏文件和目录比较窗口。

（15）Toolbar：控制在桌面系统中显示或隐藏工具栏选项。

（16）Titles：控制在桌面系统中显示或隐藏标题栏选项。

6.Window主菜单项

Window主菜单项中的命令能够在所打开的文件或者窗口中，重新设置它们的位置和大小，还可以实现它们之间的快速切换，其下拉菜单项有：

（1）Close All Documents：关闭所有文档，包括M-file、Figure、Model和GUI窗口。

（2）0 Command Window：选定命令窗口为当前活动窗口。

（3）1 Command History：选定命令历史窗口为当前活动窗口。

（4）2 Current Directory：选定当前路径窗口为当前活动窗口。

（5）3 Workspace：选定工作空间窗口为当前活动窗口。

7.Help主菜单项

Help主菜单项中的命令用于提供帮助信息，其下拉菜单项有：

（1）Product Help：显示所有MATLAB产品的帮助信息。

（2）Function Browser：启动MATLAB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Internet上一些相关的资源网址。

（6）Get Product Trials：申请试用版的MATLAB软件。

（7）Check for Updates：检查软件是否更新。

（8）Licensing：授权文件的一些相关操作

（9）Demos：调用MATLAB所提供的范例程序。

（10）Terms of Use：显示MATLAB软件中使用的术语。

（11）Patents：显示MATLAB软件的专利信息。

（12）About MATLAB：显示有关MATLAB的信息。

1.4.3 命令窗口

MATLAB的命令窗口（Command Window）如图1-3所示，它用于MATLAB命令的交互操作。

图1-3 MATLAB的命令窗口

1.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：

● 运行函数和输入变量；

● 控制输入和输出；

● 执行程序，包括M文件和外部程序；

● 保存一段日志；

● 打开或关闭其他应用窗口；

● 选择各应用窗口的参数。

计算机安装好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。当按下回车键时，该语句被执行。语句执行之后，命令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，“↑”键用于回调上一行命令，“↓”键用于回调下一行命令。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。按下回车键前进一行，按下空格键显示下一页，输入“q”结束当前显示。

如果命令语句超过一行或者希望分行输入命令，则可以使用多行命令继续输入。例如，输入下列式子时，可以分两行输入。

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

说明三个小黑点是“连行号”，分号“；”的作用是：指令执行结果将不显示在屏幕上，但变量S将驻留在内存中。

注意，MATLAB R2008b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以及浏览函数参数的自动帮助信息。

2.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1-1中所示。

表1-1 命令窗口中常用的命令及功能

1.4.4 工作空间

MATLAB的工作空间如图1-4所示。

图1-4 MATLAB的工作空间

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.工具条

MATLAB R2008b的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，这些操作在图1-4中标注出来了，简单介绍如下。

● （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。

● （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。

● （导入数据）：将MATLAB支持格式的数据导入到工作空间中。

● （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。

● （删除变量）：将工作空间中选定的变量删除。

● （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.变量编辑器

变量编辑器（Variable Editor）是编辑数组变量的工具，其形式如同Excel电子表格，只是它仅能修改及显示变量，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1-5所示的变量编辑器窗口。

图1-5 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。变量编辑器的数据与Excel表格的数据相通，只要将Excel表格中的数据拷贝，便可直接复制到编辑器中的某一变量内。原则上，变量的输入以行向量为主，要增加一行，其余没有数据的空间则自动填上零。

3.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。

● who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列表。

● whos：列出变量的大小、数据格式等详细信息。

● clear：清除工作空间中的所有变量。

● clear变量名：清除指定的变量。

● size(a)：获取向量a的行数与列数。

● 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.数据存取函数

MATLAB提供了以下保存（save）和载入（load）工作空间的命令。

（1）save命令

save命令将MATLAB工作空间中的变量存入磁盘，具体格式介绍如下。

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

● save 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。

● save 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。

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

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

● save（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命令

load命令将磁盘上的数据读入到工作空间，具体格式介绍如下。

● load：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，因此调用时已直接将原变量信息带入，不需要重新赋值变量。

● load dfile：把磁盘文件dfile．mat的内容读入内存。

● load dfile．dat：把磁盘文件dfile．mat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。

● x=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。

1.4.5 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 7．x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，这样就可以及时发现输入错误，缩短调试时间。

M文件编辑/调试器如图1-6所示。

图1-6 M文件编辑/调试器

1.M文件编辑器的特点

MATLAB的M文件编辑器与其他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，这可从“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，这可通过选择表达式，然后在“Text”菜单中选择“Evaluate 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1-2所示。

表1-2 工具栏中特殊的按钮控件

1.4.6 Figure窗口

MATLAB Figure窗口（图形窗口）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，Figure窗口就会自动产生。所有的绘图都在这个Figure窗口中进行。如果再建一个Figure窗口，则可输入figure命令，MATLAB会新建一个Figure窗口，并自动给它排出序号。

MATLAB的Figure窗口如图1-7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。

图1-7 Figure窗口

1.菜单栏

Figure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相关的Generate M-file、Export Setup、Print Preview和Print命令。

● Generate M-file命令可以生成当前图形的M文件。

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

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

（3）Insert菜单

通过该菜单，可以在Figure窗口中添加不同的对象，主要有：X Label、Y Label、Z Label、Title、Legend（图例）、Colorba（r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。

● Basic 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）以及是否显示残差（Plot residuals）和是否显示最大残差模（Show norm of residuals）等。

● Data Statistics命令可以打开图形数据统计分析对话框。在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）以及均方差（std）等。

2.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1-3所示。

表1-3 工具栏各按钮控件的图例及功能