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引言软件对比与适用范围

MATLAB的基本配置安装 MATLAB安装 MATLAB Add-Ons（附加功能）安装matlab app（直接用.mlappinstall文件安装）

MATLAB的基本使用方法将xxx文件夹添加到MATLB路径`.m文件`：函数式文件&命令式文件（脚本）matlab的函数定义matlab的函数调用matlab代码编辑器中缩进的自动对齐`.mlx文件`：新建实时脚本

MATLAB的优势工作区能直接展示丰富的数据统计

在python中使用matlab库配置：在python环境中安装matlab库debug

在VSCode中调用matlab程序方法一：在VSCode中安装Matlab插件方法二：在VSCode中安装Matlab Unofficial插件优势互补在VSCode中写代码在matlab中运行代码

MATLAB与科学计算插值算法griddedInterpolant 和 interp1

解一元方程确定返回根的顺序

解微分方程数值积分

MATLAB App案例Mitometer App

MATLAB DebugDebug commands only allowed when stopped in debug mode.警告: 将图例条目限制为 50 个。指定图形对象的向量以显示 50 个以上的条目。Matlab命令semilogy不起作用文件被matlab占用时的删除方法

引言

MATLAB is a programming and numeric computing platform used by millions of engineers and scientists to analyze data, develop algorithms, and create models.

软件对比与适用范围

总结来说是：数值计算用matlab，解析计算用mathmatica，数据科学计算用python

MATLAB的基本配置

安装 MATLAB

【ref】MATLAB R2022b安装教程

注意，尽量安装b版本的matlab，因为一般b版本可以适配更高级的python，其中：

R2022a支持python 3.6

R2022b支持python 3.10

安装 MATLAB Add-Ons（附加功能）

有时执行代码出错时，matlab会提示我们：它需要额外的库：

*Note: You must have these <code>MATLAB Add-Ons installed:

“Statistics and Machine Learning Toolbox”(https://www.mathworks.com/help/stats/)

“Image Processing Toolbox” (https://www.mathworks.com/help/images/)

---

这时，为了安装新的matlab库，第一种方法是：

直接点击matlab的install.exe程序（安装程序）来安装所需的库：

---

如果使用的是正版matlab，那么还有第二种更便捷的方法是：

直接在matlab软件里进行操作，在“主页”中点击“附加功能”，在点击“管理附加功能”，然后安装自己所需的库：

安装matlab app（直接用.mlappinstall文件安装）

欲安装打包好的matlab app，直接点击mlappinstall文件安装即可：

MATLAB的基本使用方法

将xxx文件夹添加到MATLB路径

要运行此文件，您可以更改MATLAB当前文件夹，或者将其文件夹添加到MATLAB路径。

在运行函数之前，一定要把 M 文件所在的目录添加到 MATLAB 的搜索路径中，或者将函数式文件所在的目录设置成当前目录，使 mm.m 所在目录成为当前目录，或让该目录处在 MATLAB 的搜索路径上。

或者，可以让 Matlab 自动变更路径，参考：

【ref】matlab运行包含子程序时自动变更路径方法

<code>.m文件：函数式文件&命令式文件（脚本）

一个是function 定义的，叫函数；

另一个是脚本文件，执行的时候在matlab base内存空间运行。

---

【ref】MATLAB M文件详解

matlab的函数定义

下面是两个例子，一个包含函数定义，另一个是纯粹的脚本。

带有函数定义的例子：

<code>function f = mm

% This function demonstrates the use of "for" and creates a simple matrix

for i = 1:4

for j = 1:4

a(i, j) = 1 / (i + j - 1);

end

end

f = a; % Output parameter of the function

end

在这个例子中，mm是一个函数，它创建了一个4x4的矩阵a，然后将其作为输出参数返回给调用者。

不带函数定义的例子：

% This script demonstrates the use of "for" and creates a simple matrix

for i = 1:4

for j = 1:4

a(i, j) = 1 / (i + j - 1);

end

end

% You can directly display the matrix or perform other operations here

disp(a);

在这个例子中，没有函数定义，只有脚本。代码会直接创建矩阵a，并通过disp(a)在命令行窗口显示矩阵。这样的代码不具备独立的函数性质，只能按顺序执行。

matlab的函数调用

matlab读取函数要文件名还是函数名？

MATLAB中函数调用是通过文件名调用，所以函数文件名和文件里面的函数名，可以不一样，但是在命令窗口调用的是函数文件名。

---

matlab测试函数时，未定义变量，报错：输入参数的数目不足

自定义函数时，传递的都是形参，如果直接点击运行，没有传递实参给程序，也就“缺少参数”了。保存好自定义函数后，不要点击运行，在命令行窗口给定实参进行调用。

【ref】输入参数的数目不足?

---

为函数设置默认参数

案例：

function [Ef Nv Nc mn]=Fermi_level_position_calculator_(Nd0, Na0,T,Ef0,Eg)

% nargin 是 MATLAB 中的一个内置函数，用于返回当前正在执行的函数的输入参数个数。

if nargin < 5

disp('nargin<5')

Nd0 = 1; % Set your default value here

Na0 = 1;

T = 1;

Ef0 = 1;

Eg = 1;

else

disp('nargin=5')

Nd0 = Nd0;

Na0 = Na0;

T = T;

Ef0 = Ef0;

Eg = Eg;

end

end

或者：

function result = myFunction(a, b, c, d)

% 设置所有参数的默认值

if nargin < 1 || isempty(a)

a = defaultAValue;

end

if nargin < 2 || isempty(b)

b = defaultBValue;

end

if nargin < 3 || isempty(c)

c = defaultCValue;

end

if nargin < 4 || isempty(d)

d = defaultDValue;

end

% Rest of the function body

% 使用 a、b、c、d 进行计算

end

matlab代码编辑器中缩进的自动对齐

从matlab2007开始，matlab编辑器通过全选+ Ctrl+i，可以对代码进行自动排版；

但初始设置有一个缺点：不能识别function，不会对function后的一行进行缩进——通过到matlab的英文论坛查询发现，可以通过设置使function后一行也能进行缩进。具体设置如下：

Preference->Editor/Debugger->Language->Function indenting format:Indent all functions（matlab2010b）

修改前：

<code>function f=mm

%This file is devoted to demonstrate the use of "for"

%and to create a simple matrix

for i=1:4

for j=1:4

a(i,j)=1/(i+j-1);

end

end

disp(a)

end

修改后：

function f=mm

%This file is devoted to demonstrate the use of "for"

%and to create a simple matrix

for i=1:4

for j=1:4

a(i,j)=1/(i+j-1);

end

end

disp(a)

end

【ref】matlab自动对齐

.mlx文件：新建实时脚本

直接在mlx里写入：

Fermi_level_position_calculator_(1,1,1,1,1)

PETE_net_current_calculator_(1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1)

PETE_IV_plotter_

去掉mlx文件的单元格中绿色的箭头

解决方法：直接停止程序的运行

MATLAB的优势

工作区能直接展示丰富的数据统计

在python中使用matlab库

python import matlab

配置：在python环境中安装matlab库

目标：把matlab视为python的一个库，在python中<code>import matlab

方法：激活 python 环境，进入到指定路径：E:\CS\MATLAB R2022b(64bit)\MATLAB\R2022b\extern\engines\python，然后执行：python -m pip install .

这样就可以 import matlab 了：

import matlab

print(matlab)

返回：

<module 'matlab' from 'e:\\CS\\Anaconda3\\envs\\ai38\\lib\\site-packages\\matlab\\__init__.py'>

【ref】安装用于 Python 的 MATLAB Engine API

debug

如果因为某种原因更新了matlab的目录，可能会发现找不到 ...R2022b\extern\engines\python

报错如下：

>>> import matlab

arch_file : F:\CS\Anaconda3\envs\physeg38\Lib\site-packages\matlab\engine\_arch.txt

...

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "F:\CS\Anaconda3\envs\physeg38\lib\site-packages\matlab\__init__.py", line 47, in <module>

add_dirs_to_path(bin_folder, engine_folder, extern_bin)

File "F:\CS\Anaconda3\envs\physeg38\lib\site-packages\matlab\__init__.py", line 19, in add_dirs_to_path

raise RuntimeError("Could not find directory: {0}".format(engine_dir))

RuntimeError: Could not find directory: F:\CS\Matlab_R2022a(64bit)\MATLAB\R2022b\extern\engines\python\dist\matlab\engine\win64

在 F:\CS\Anaconda3\envs\physeg38\lib\site-packages\matlab\__init__.py 里打印arch_file的路径：

arch_file = os.path.join(package_folder, 'engine', '_arch.txt')

print(f'arch_file : { arch_file}')

然后调用matlab

import matlab

得到arch_file的路径：

# arch_file : F:\CS\Anaconda3\envs\physeg38\Lib\site-packages\matlab\engine\_arch.txt

然后在arch_file里修改 ...R2022b\extern\engines\python\dist\matlab\engine\win64 的路径即可

在VSCode中调用matlab程序

方法一：在VSCode中安装Matlab插件

安装Matlab插件

为Matlab插件配置matlabroot的路径

在“此电脑”中配置环境路径

把代码文件夹加入MATLAB 路径中

<code>% 指定要添加到路径的根目录

rootFolder = 'D:\BaiduSyncdisk\PETE_cloud\PETE_SC_code\src';

% 生成包含所有子文件夹的路径列表

allFolders = genpath(rootFolder);

% 使用 addpath 将路径列表添加到 MATLAB 的搜索路径中

addpath(allFolders);

% 确认文件夹已经成功添加到路径中

disp(['文件夹 ' rootFolder ' 及其所有子文件夹已成功添加到 MATLAB 的路径中。']);

在VSCode中运行matlab

运行效果

方法二：在VSCode中安装Matlab Unofficial插件

安装 Matlab Unofficial 插件（而非MATLAB）

在 settings.json 下面输入下面这三行：

<code> "matlab.mlintpath":"E:\\CS\\MATLAB R2022b(64bit)\\MATLAB\\R2022b\\binwin64\\mlint.exe",

"matlab.matlabpath": "E:\\CS\\MATLAB R2022b(64bit)\\MATLAB\\R2022b\\binmatlab.exe",

"matlab.linterEncoding": "gb2312",

运行后，可以成功弹出窗口（但是：反应会慢半拍；每次都会弹出新的命令行窗口，不会覆盖旧的窗口）

【ref】Vscode 配置 matlab 环境

优势互补

优势互补，效果最佳

在VSCode中写代码

快捷键和VSCode一致；

Ctrl+/注释方便；

Shift+Alt+↓快速复制某一行代码到下一行方便：

disp(['err_with_variant_T: ', num2str(err_with_variant_T)]);

disp(['left term: ', num2str(left_term)]);

disp(['left 1: ', num2str(P_sun)]);

disp(['left 2: ', num2str(J_rev*(phiB+2*Kb*TA))]);

disp(['right term: ', num2str(right_term)]);

disp(['right 1: ', num2str(P_IR)]);

disp(['right 2: ', num2str(P_0)]);

disp(['right 3: ', num2str(P_rad)]);

disp(['right 4: ', num2str(J_emm*(phiB+2*Kb*TC))]);

disp(['n q neq peq: ', num2str(n), ' ', num2str(q), ' ', num2str(neq), ' ', num2str(peq)]);

可Ctrl+左键直接查看函数的定义；

可单击而非双击打开文件或文件；

在matlab中运行代码

可（无弹窗）直接在matlab界面中运行命令；

可直接查看所有函数的定义；

修改函数定义中的变量名时，可一键重命名所有变量；

MATLAB与科学计算

插值算法

griddedInterpolant 和 interp1

griddedInterpolant 和 interp1 是两种在 MATLAB 中进行插值操作的不同函数，它们的用法有所不同，具体如下：

%% griddedInterpolant方法（可运行）

x = 1:5;

y = 1:5;

y = y*10;

xi = 1.5;

F = griddedInterpolant(x, y);

result = F(xi);

disp(result)

%% interp1方法（可运行）

x = 1:5;

y = 1:5;

y = y*10;

xi = 1.5;

F = interp1(x, y, xi);

result = F;

disp(result)

%% interp1方法（不可运行）

x = 1:5;

y = 1:5;

y = y*10;

xi = 1.5;

F = interp1(x, y);

result = F(xi);

disp(result)

解一元方程

确定返回根的顺序

mathmatica的Solve和matlab的roots有什么不同？解一元方程时返回根的顺序是什么？

【mathmatica】ff = x /. Solve[aa*x^3 + bb*x^2 - cc*x - dd == 0, x];

【matlab】x = roots([aa, bb, -cc, -dd]);

在Mathematica的Solve函数中，根的顺序可能是根的任意排列，具体取决于内部算法。因此，在具体应用中，必须要亲自验证、确认结果的顺序是否符合需求（很多时候莫名其妙的虚数就是从这里算出来的）。

解微分方程

数值积分

MATLAB App案例

Mitometer App

【code】https://github.com/aelefebv/Mitometer

将pixal半径设置得过大，报错

警告: TIFF 库警告 - 'TIFFReadDirectory: Unknown field with tag 50838 (0xc696) encountered.'

警告: TIFF 库警告 - 'TIFFReadDirectory: Unknown field with tag 50839 (0xc697) encountered.'

警告: TIFF 库警告 - 'TIFFReadDirectory: Unknown field with tag 50838 (0xc696) encountered.'

警告: TIFF 库警告 - 'TIFFReadDirectory: Unknown field with tag 50839 (0xc697) encountered.'

数组索引必须为正整数或逻辑值。

出错 optimizeSigmaThresh (line 108)

threshOptimal = threshMatrix(floor(median(rowMin)));

出错 GUI2/Start2DButtonPushed (line 1098)

[app.sig,app.thr,costs] = optimizeSigmaThresh(ImBgRemoved);

错误使用 matlab.ui.control.internal.controller.ComponentController/executeUserCallback (line 382)

计算 Button PrivateButtonPushedFcn 时出错。

【ref】相同issue：Issue with pixel size

select highlighted 报错

函数或变量 'holdAllTemp' 无法识别。

出错 GUI2/SelecthighlightedButtonPushed (line 2014)

app.holdAll = holdAllTemp;

错误使用 matlab.ui.control.internal.controller.ComponentController/executeUserCallback (line 382)

计算 Button PrivateButtonPushedFcn 时出错。

【ref】相同issue：Segmentation and tracking completed but nothing shows

MATLAB Debug

Debug commands only allowed when stopped in debug mode.

问题：为什么一直说我在matlab里使用了Debug命令？明明没有

解决方法：重启matlab即可

警告: 将图例条目限制为 50 个。指定图形对象的向量以显示 50 个以上的条目。

plot时出现上述命令，可能是横坐标选错了，比如：

<code>plot(TC, Jemm-J_rev, 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['fixed n, xi = ', num2str(xi)]);

如果TC是一个数字，而不是一个列表，那么就可能会出现“图例数量爆炸”的情况

Matlab命令semilogy不起作用

原因：在使用semilogy命令之前不能使用 hold on 命令，hold on 命令要放到 semilogy 命令之后。

【ref】Matlab命令semilogy不起作用

文件被matlab占用时的删除方法

在命令行输入fclose all，之后就可以删除该文件了