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大学生必备！GitHub星标破千的matlab教程（从新手到骨灰级玩家）

MATLAB（Matrix Laboratory）是MathWorks公司推出的用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境的商业数学软件。

MATLAB具有数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、数字图像处理、财务与金融工程等功能，为众多科学领域提供了全面的解决方案。

昨天有个小伙伴问我有没有MATLAB的资料，我也是在网上找了半天，发现并没有哪份教程能把MATLAB给讲明白，没办法只能干起老本行了，从GitHub上扒下来一份MATLAB教程（从新手到骨灰级玩家）分享给小伙伴们。

限于文章篇幅原因，只能以截图的形式展示出来，有需要的小伙伴帮忙转发文章后，关注私信回复【Python】凭本文截图即可获取！

第一章 MATLAB是什么

第二章 MATLAB启动

第三章 矩阵运算

第四章 创建新矩阵

第五章 字符串和其他数据类型

第六章 数据分析和统计

第七章 线性方程系统

第八章 特征值和特征向量

第九章 稀疏矩阵

第十章 函数、插值和曲线拟合分析

第十一章 积分和微分方程组

第十二章 MATLAB程序设计

第十三章 图形和声音

第十四章 章高级图形

第十五章 MATLAB与其他编程语言结合

限于文章篇幅原因，就展示到这里了，有需要的小伙伴帮忙转发文章后，关注私信回复【Python】凭本文截图即可获取！

Matlab 中编程技法分享

“时问桫椤”公众号，一个不太正式的学术加油站，专为本科生到研究生的你提供“非正式”援助。当你感到迷茫、痛苦，或是被学术大山压得喘不过气时，我们就是你的“学术救生圈”。我们用研究生们的血泪经验，帮你快速适应研究生生活，揭开科研的神秘面纱。祝你一路顺风，科研路上不翻车！

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1. 尽量避免使用循环结构

MATLAB变量的基本类型是矩阵，当对矩阵的每个元素循环处理时，运算速度很慢。因此编程时应尽量把数组和矩阵看作一个整体来进行编程，而不是像其他的程序设计语言那样，使用循环结构对矩阵的元素循环进行处理。

利用MATLAB提供的用于矢量化操作的函数，把循环矢量化，这样既可以提高编程效率，也可以提高程序的执行效率。

下面给出一个循环的例子：

上述程序段把数组中的每个元素都进行函数值计算，这样会耗费大量的运算时间，我们可以把数组看作一个整体来处理，计算函数值，可以修改这个程序段如下。

通过使用MATLAB专门提供的测试程序运行时间的函数，可以发现，把数组看作一个整体，进行操作后，执行效率提高约300倍。

另外，在必须使用多重循环的情况下，建议在循环的外环执行循环次数少的，内环执行循环次数多的，这样也可以显著提高程序执行速度。

1. 在使用数组或矩阵之前先定义维数

MATLAB中的变量在使用之前不需要明确地定义和指定维数。

但当未预定义数组或矩阵的维数时，当需赋值的元素下标超出现有的维数时，MATLAB 就为该数组或矩阵扩维一次，这样就会大大降低程序的执行效率。

因此，在使用数组或矩阵之前，预定义维数可以提高程序的执行效率。

1. 对矩阵元素使用下标或者索引操作

在MATLAB中，矩阵元素的引用可用两个下标来表示。例如：

1. 尽量多使用函数文件少使用脚本文件

因为每次调用MATLAB的脚本文件都需要将不必要的中间变量加载到内存中，每执行一次，就加载一次。

函数在调用时被编译成了伪代码，只需要加载到内存一次。当多次调用同一个函数时会运行快一些。

因此尽量多使用函数文件而少使用脚本文件，也是提高执行效率的一种方法。

1. 在必须使用循环时，可以考虑转换为C-MEX

当必须使用耗时的循环时，可以考虑将循环体中的语句转换为C-MEX。

C-MEX是将M文件通过MATLAB 的编译器转换为可执行文件，是按照 MEX 技术要求的格式编写相应的程序，通过编译连接，生成扩展名为.dll的动态链接库文件，可以在MATLAB环境下直接执行。

这样，循环体中的语句在执行时不必每次都解释(interpret)。一般来说，C-MEX 文件的执行速度是相同功能的M文件执行速率的20~40倍。

编写C-MEX不同于M文件，需要了解MATLAB C-MEX规范。幸运的是MATLAB提供了将M文件转换为C-MEX的工具。

1. 内存优化

MATLAB在进行复杂的运算时需要占用大量的内存。

合理使用内存和提高内存的使用效率，可以加快运行速度，减少系统资源的占用。

1. 内存管理函数和命令

● Clear variablename：从内存中删除名称为variablename的变量。

● Clear all：从内存中删除所有的变量。

● Save：将指令的变量存入磁盘。

● Load：将save命令存入的变量载入内存。

● Quit：退出MATLAB，并释放所有分配的内存。

● Pack：把内存中的变量存入磁盘，再用内存中的连续空间载回这些变量。考虑到执行效率问题，不能在循环中使用。

1. 节约内存的方法

● 避免生成大的中间变量，并删除不再需要的临时变量。

● 当使用大的矩阵变量时，预先指定维数并分配好内存，避免每次临时扩充维数。

● 当程序需要生成大量变量数据时，可以考虑定期将变量写到磁盘，然后清除这些变量。当需要这些变量时，再重新从磁盘加载。

● 当矩阵中数据极少时，将全矩阵转换为稀疏矩阵。

函数式编程是一种编程范式，它强调使用纯函数、不可变数据和高阶函数来构建应用程序。在函数式编程中，我们避免使用副作用和可变状态，而是通过函数来处理数据。以下是一些常见的函数式编程技巧和方法，用于替代传统的循环和条件判断：

1. 使用map替代for循环： map函数接受一个函数和一个数组，返回一个新数组，其中的元素是原始数组元素应用给定函数的结果。 // 传统for循环let numbers = [1, 2, 3, 4];let squaredNumbers = [];for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {squaredNumbers.push(numbers[i] * numbers[i]);}// 函数式编程中的maplet squaredNumbersFunctional = numbers.map(x => x * x);
2. 使用reduce进行累加或聚合操作： reduce函数接受一个累加器函数和一个初始值，将数组中的所有元素减少到单个值。 // 传统for循环累加let sum = 0;for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {sum += numbers[i];}// 函数式编程中的reducelet sumFunctional = numbers.reduce((accumulator, currentValue) => accumulator + currentValue, 0);
3. 使用filter进行条件筛选： filter函数接受一个测试函数和一个数组，返回所有使得测试函数返回true的元素组成的新数组。 // 传统for循环筛选let evenNumbers = [];for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {if (numbers[i] % 2 === 0) {evenNumbers.push(numbers[i]);}}// 函数式编程中的filterlet evenNumbersFunctional = numbers.filter(x => x % 2 === 0);
4. 使用find或findIndex寻找满足条件的第一个元素： find返回数组中满足提供的测试函数的第一个元素的值。如果没有这样的元素，则返回undefined。 // 传统for循环查找let firstEvenNumber;for (let i = 0; i < numbers.length; i++) {if (numbers[i] % 2 === 0) {firstEvenNumber = numbers[i];break;}}// 函数式编程中的findlet firstEvenNumberFunctional = numbers.find(x => x % 2 === 0);
5. 使用some或every进行条件检查： some测试数组中是否至少有一个元素满足提供的测试函数。every测试数组中的所有元素是否都满足提供的测试函数。 // 传统if else检查if (numbers.some(x => x > 10)) {console.log(\”At least one number is greater than 10.\”);}// 函数式编程中的somenumbers.some(x => x > 10) && console.log(\”At least one number is greater than 10.\”);
6. 使用compose和pipe进行函数组合： compose和pipe允许你将多个函数组合成一个函数，从而减少嵌套和提高可读性。 // 函数组合const squareAndAddOne = R.pipe(R.map(R.add(1)),R.map(R.multiply(2)));squareAndAddOne([1, 2, 3]); // [4, 6, 8]
7. 使用switch替代多个if else分支： 虽然switch不是函数式编程特有的，但在某些情况下，它可以替代多个if else分支，使代码更加清晰。 // 传统if else分支if (condition) {// do something} else if (anotherCondition) {// do something else} else {// default case}// 使用switchswitch (condition) {case \’case1\’:// do somethingbreak;case \’case2\’:// do something elsebreak;default:// default casebreak;}

请注意，这些方法在不同的编程语言中可能有不同的实现方式，但核心思想是相同的。在JavaScript中，你可以使用Ramda库或Lodash库等来实现这些函数式编程模式。在其他语言中，如Haskell或Scala，函数式编程是内置的，并且有更多内置的函数式编程特性。

参考资料

[1]

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本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com