1.2 MATLAB的工作环境

无论MATLAB 3.x之前的DOS版本，还是MATLAB 4.x以后的Windows版本，MATLAB的一切操作都必须在MATLAB系统中进行；即要使用MATLAB语言，首先必须安装MATLAB系统，只有在启动MATLAB系统之后，方可进行操作。不同版本的MATLAB要安装在不同的操作系统下。MATLAB 3.x之前的版本使用DOS操作系统，而MATLAB 4.0以后的版本都以Windows操作系统为基础。下面我们着重介绍在Windows操作系统下，MATLAB系统的安装。

1.2.1 MATLAB系统的安装

MATLAB系统的安装非常简单，只要按照安装程序步骤和提示，根据具体需要一步一步地进行下去即可。下面以MATLAB 6.1为例简单地介绍一般的安装过程。

（1）将MATLAB 6.1的安装盘放入光驱中，找到setup.exe文件，双击它开始安装（或机器自动执行安装文件）。

（2）按照安装向导的提示进行。在【Select MATLAB Components】对话框中选择用户需要安装的选项，可选择的MATLAB部件包括MATLAB、Simulink和各种工具箱必须安装的文件，以及各部分的帮助文件（包括HTML和PDF两种格式）。

（3）在【Select MATLAB Components】对话框中选择安装的路径。安装程序默认的路径为“C:\MATLAB”，单击【Brows...】按钮，可以设置安装路径。

（4）单击【Next>】按钮，进行文件的解压和复制过程。

（5）接下来安装向导会提问是否安装MATLAB Notebook。如果用户的计算机上已经安装Microsoft Word，那么就可以安装MATLAB Notebook。单击【Yes】按钮确认安装，单击【No】按钮取消安装。如果安装MATLAB Notebook，下一步可以选择Word的版本号，以及指定它的位置。

（6）安装完毕。如果在安装的选项中选择了【Excel Link】，那么为了运行MATLAB，必须重新启动计算机。用户可以选择【Yes, I want to restart my computer now】（立即重新启动计算机）或【No, I will restart my computer later】（以后启动计算机）。单击【Finish】按钮结束安装。如果系统安装成功，将在桌面上形成如图1.1所示的图标。否则表明安装失败，需重新安装。

1.2.2 MATLAB系统的启动

MATLAB系统是一个高度集成的语言环境，使用起来非常方便；但要使用它，首先必须启动MATLAB系统。启动MATLAB系统的方法如下： 双击（或单击）桌面上（或“开始/程序/MATLAB”中）的MATLAB 6.1应用程序图标（如图1.1所示）。MATLAB 6.1启动后，将显示如图1.2所示的操作界面，它表示MATLAB系统已建立，用户可与MATLAB系统进行交互操作。

通常情况下，MATLAB的工作环境主要由命令窗口（Command Window）、当前路径窗口（Current Directory）、工作空间浏览器（Workspace）窗口、命令历史窗口（Command History）、启动平台（Launch Pad）、图形窗口（Figure）和文本编辑窗口（Editor）组成。启动平台窗口是6.x版本的新特点，它为用户提供MATLAB工具箱。用户可以方便地打开工具箱中的内容，包括帮助文件、演示示例、实用工具及Web文档等内容。

1.2.3 MATLAB的命令窗口

1．命令窗口中的菜单与功能

MATLAB命令窗口是用户与MATLAB系统交互的主要窗口。在该窗口中，用户可以运行函数、执行MATLAB的基本操作命令，以及对MATLAB系统的参数设置等操作。为了灵活使用MATLAB，下面我们将对命令窗口中的各项菜单的功能和作用进行简要介绍。

在命令窗口的菜单条下，共有6个下拉子菜单： File, Edit, View, Web, Windows和Help。

（1）File菜单

File菜单所包含的选择项如图1.3所示，各选项的含义分述如下。

【New及其子菜单】： 允许用户打开一个新的文件（M文件）、新的图形窗（Figure）、仿真模型文件（.mdl）和图形用户界面文件（GUI）。

【Open...】： 从指定的相应路径和文件名打开一个已经存在的文件。

【Close Command Window】： 关闭命令窗口。

【Import Data...】： 在MATLAB工作空间中生成一变量，并从指定的路径和相应的文件中获取数据。

【Save Workspace As...】： 将工作空间中的所有变量数据保存在指定的路径下的相应的文件（.mat）中。

【Set Path...】： 设置MATLAB的搜索路径。

【Preferences...】： 允许用户对系统的一些性能参数进行设置，如数据格式、字体大小与颜色等。

（2）View菜单

View菜单所包含的选择项如图1.4所示，各选项的含义分述如下。

【Desktop Layout及其子菜单】： 允许用户在桌面上同时显示不同的窗口。

【Undock Command Window】： 单独显示命令窗口。

【Current Directory Filter及其子菜单】： 允许用户设置当前目录浏览器中浏览的文件类型。

【Workspace View Options及其子菜单】： 允许用户设置工作空间窗口中所显示变量的属性（大小、比特数、变量类型），以及显示变量的方式（按变量名、大小）。

至于Edit、Web、Windows和Help菜单的用法，由于它们与其他一些常见的应用软件用法相同，这里就不再介绍。

MATLAB 6.1命令窗口的工具栏如图1.5所示。

工具栏上各按钮的含义分述如下。

● 打开一个新的．m文件编辑器窗口。

● 在编辑器中打开一个已有的MATLAB相关文件。

● 剪切。

● 复制。

● 粘贴。

● 撤销上一步操作。

● 恢复上一步操作。

● 创建一个新的Simulink模块文件。

● 打开MATLAB的帮助。

2．命令窗口的编辑特殊功能键与命令窗口的设置

命令窗口是MATLAB的主窗口。当用户使用命令窗口进行工作时，在命令窗口中可以直接输入相应的命令，系统将自动显示信息。例如在命令输入提示符“>>”后输入指令：

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

按回车键（Enter）后，系统即可完成对变量ty的赋值。在命令输入过程中，除了可以采用常规编辑软件所定义的快捷键或功能键来完成对命令输入的编辑外，MATLAB还提供以下特殊的功能键，为命令的输入和编辑带来方便。

↑ 调出上一个（历史）命令行

↓ 调出下一个命令行

Esc恢复命令输入的空白状态

这些功能在程序调试时十分有用。对于已执行过的命令，如要做些修改后重新执行，可不必重新输入，用“↑”键调出原命令直接修改即可。

当输入命令的语句过长，需要两行或多行才能输入时，则要使用“…”作连接符号，按回车键转入下一行继续输入。

当用户使用命令窗口进行工作时，用户可以根据自己的习惯与要求，设置命令窗口的显示方式。

设置命令窗口时，首先要选择【File】菜单中的【Preferences】项，打开如图1.6所示的参数设置对话框，单击【Command Window】标签即可进入命令窗口的设置。

（1）Text display

该选项组用来设置命令窗口中的数据格式、窗口数字显示与Tab制表符的字符数。【Numeric format】下拉列表框用来设置数字显示格式，MATLAB可显示的格式如表1.1所示。【Numeric display】下拉列表框用来设置命令窗口的文字显示格式，选择【Compact】选项表示以文字紧缩形式显示；选择【Loose】选项表示以文字宽松形式显示。【Space per tab】文本框用来设置Tab制表符的宽度。

（2）Display

该选项组有以下复选框。

【Echo on】： 在执行M文件时，如果想将执行的命令显示在命令窗口，则可以选中该复选框。

【Limit matrix display width to eighty columns】： 如果想在命令窗口中显示80列输出，则可以选中该复选框。

【Enable up to 100 tab completions】： 如果选中该复选框，则可在命令窗口输入函数时使用Tab键完成功能。

【Command session scroll buffer size】： 该滑杆用来设置命令窗口中卷轴缓冲器的大小。

1.2.4 工作空间窗口

工作空间窗口（Workspace）是MATLAB 6.x版本的新特点；以前的工作空间只是一个对话框，可操作性差。MATLAB 6.x版本的工作空间作为一个独立的窗口，其操作性相当方便。它允许用户查看当前MATLAB工作空间的内容，如图1.7所示。它的作用与命令“whos”相同（“whos”的作用是： 在命令窗口中直接输入“whos”，回车后即可在命令窗口中查看当前MATLAB工作空间的内容），不同的是用图形化的表示方法来显示。而且，通过它可以对工作空间中的变量进行删除、保存、修改等操作，十分方便。

在工作空间中，用鼠标双击所选变量（也可用鼠标先对一个或多个变量完成选择后，再单击工具条中的图标），则进入数组编辑器（Array Editor），如图1.8所示。此时用户可对变量的维数、内容等进行修改。若在工作空间选择某变量后，再单击鼠标右键即可弹出如图1.9所示的操作菜单，实现对该变量的曲线、曲面等图形的绘制。

1.2.5 命令历史窗口与当前路径窗口

命令历史窗口（Command History）主要显示曾经在Command Window窗口执行过的命令。

当前路径窗口（Current Directory）主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等。当前路径窗口允许用户对MATLAB的路径进行查看和修改，如果修改了路径会立即产生作用。通常启动MATLAB系统之后的默认当前路径是“\MATLAB\work”，如果不改变当前目录，用户自己的工作空间和文件都将保存到该目录。

需要注意的是，在“\MATLAB\bin”路径的目录下存放着MATLAB的许多重要文件，如果用户操作不慎，比如误删了一些重要的系统文件，MATLAB的运行就可能出现意想不到的问题。所以对MATLAB初学者来说，这一点更应引起注意。

另外，MATLAB是采用路径搜索的方法来查找文件系统中的M文件的。如果在命令窗口中输入命令

>>test（回车）

MATLAB对这一命令的搜索顺序为：

（1）检查“test”是否为存储在工作空间中的变量。若为工作空间中的变量，则返回该变量的内容；

（2）检查“test”是否为MATLAB的内部函数。若为内部函数，则返回要求输入到该函数的参数信息。例如在命令窗口中输入命令

>>fft

则得到下面的反馈信息：

      ?? ? Error using ==> fft（错误使用fft函数）
      Not enough input arguments.（没按要求格式输入）

（3）检查当前目录中是否有test.m、test.mex或test.dll文件；

（4）检查MATLAB搜索路径上是否存在test.m、test.mex或test.dll文件；

（5）如不满足上述任何一个条件，则返回出错信息。

如果在搜索路径中存在两个或多个同名函数时，则只能发现搜索路径中的第一个函数，而其他同名函数不被执行。此搜索的顺序只是一般情况下的顺序，而实际的搜索规则要复杂得多。

对于初学者来说，有时会出现在运行自己编写的程序时，MATLAB系统告之该程序不存在的情况，并出现如图1.10所示对话框。这是因为该程序不在MATLAB的搜索路径中。为了运行该程序，用户可以选择对话框中任何一项，确认后即可运行。各项的含义分述如下。

【Change MATLAB current directory】： 将文件所在的路径更换为MATLAB的当前路径。

【Add directory to the top of the MATLAB path】： 将文件所在的路径添加到MATLAB路径的前端。

【Add directory to the bottom of the MATLAB path】： 将文件所在的路径添加到MATLAB路径的末端。

为了运行已有程序，用户可事先设置好MATLAB的搜索路径，然后再运行程序。

方法一： 在当前路径窗口（Current Directory）将文件所在的路径设置为当前路径。

方法二： 单击【File】菜单中的【Set Path…】选项，弹出路径设置对话框如图1.11所示。

在【Set Path】对话框中，可以使用【Move Up】、【Move Down】、【Move to Top】、【Move to Bottom】等按钮调整搜索路径的顺序。使用【Remove】按钮可以删除选中的搜索路径。

单击【Add Folder】按钮则打开如图1.12所示的【浏览文件夹】对话框，选择要添加的目录。在【Set Path】对话框中还可以单击【Add with Subfolders】按钮，将选中的目录路径的子目录也包含在搜索路径中。

1.2.6 图形窗窗口

MATLAB图形窗窗口（Figure）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，图形窗窗口就会自动产生。绘图都在该图形窗中进行。如果要再建一个图形窗窗口，则可输入figure命令，MATLAB会新建一个图形窗窗口，并自动给它排出序号。

关于图形窗口的功能说明，将在2.6.6节详细介绍。

1.2.7 文本编辑窗窗口

1．文本编辑窗窗口启动

通常，MATLAB的命令编辑有行命令方式和文件方式两种。行命令方式就是在命令窗口中一行一行地输入命令，计算机对每一行命令做出反应。文件方式就是将多行语句组成一个文件（.M文件），然后让MATLAB来执行这个文件中的全部语句。因此，行命令方式只能编辑简单的程序，在入门时通常用这样方式完成命令编辑。文件方式可以编写较复杂的程序。

文本编辑窗的作用就是用来创建、编辑和调试MATLAB相关文件（.M文件），它与一般的编辑调试器有相似的功能。

MATLAB文本编辑/调试器的启动可以从命令窗口中选择【新建】或【打开】文件按钮进入，或在命令窗口中输入： edit（回车）。其编辑模式如图1.13所示。

下面简要介绍调试【Debug】菜单和断点设置【Breakpoints】菜单中相关项的功能与作用。

【Save and Run】： 保存并运行程序，直到遇到下一个断点，对应工具按钮为。

【Single Step】： 单步执行，对应工具按钮为。

【Step In】： 运行当前程序行，对应的工具按钮为。如果当前行调用了另外一个函数，则跳转到这个函数中。

【Exit Debug Mode】： 退出调试模式，对应的工具按钮为。

【Set/Clear Breakpoint】： 设置/清除断点，对应的工具按钮为。

【Clear All Breakpoints】： 清除所有的断点，对应的工具按钮为。

【Stop If Error】： 程序运行时遇到错误则停止。

【Stop If Warming】： 程序运行遇到警告则停止。

【Stop If NaN or Inf 】： 程序运行时遇到不是数（Not a Number）或是无穷大（Infinite Value）则停止。

2．文本编辑器的参数设置

当使用MATLAB编辑/调试器编辑文件时，常常需要设置一些适合自己需要的工作环境，此时，可选择【File】菜单中的【Preferences】项，打开参数设置对话框，单击【Editor/Debugger】标签即可进入如图1.14所示的文本编辑器参数设置界面。参数设置共分为五大项：【Editor/Debugger】（编辑与调试器）设置、【Font & Colors】（字体与颜色）设置、【Display】（显示方式）设置、【Keyboard &Indenting】（键盘与缩进）设置和【Printing】（打印）设置，每个大项中又由若干个小的设置项组成。用鼠标单击相应的标签，即可弹出相应的参数设置对话界面。

（1）编辑与调试器（Editor/Debugger）的参数设置

【Editor】选项组： 选中【Built-in editor】项表示使用MATLAB的内置编辑器；选中【Other】项表示可以使用其他编辑器，此时要求输入编辑器的路径及应用程序名。

【Debugger Options】选项组： 该选项组用来设置是否允许在命令窗口进行调试，选中【Command Window debugging】复选框则表示可以在命令窗口执行调试功能。

【Most recently used of files list】选项组： 用来设置最近使用的文件列表数目。

【On restart】选项组： 若选中【Reopen files from previous MATLAB session】复选框，则表示下次启动MATLAB时，打开上一次退出MATLAB时正在编辑调试的文件。

（2）字体与颜色（Font & Colors）的设置

【Font】选项组： 用来设置字体。选中【Use desktop font】项，则表示Editor/Debugger窗口中的字体采用Windows桌面字体；若选中【Use custom font】项，则用户可以设置自己喜欢的字体，包括字体的类型与大小。

【Colors】选项组： 用来设置颜色。【Text color】项完成对字体颜色的设置；【Background color】项完成对背景颜色的设置；【Syntax highlighting】项可使编辑框中的语法项高亮显示，以便与其他语句区别开来。若想设置高亮显示颜色，可以单击【Set Color】按钮进入颜色设置。

（3）显示方式（Display）的设置

【Opening files in editor】选项组： 设置编辑器中文件打开方式。【Single window contains all files（tabbed style）】项表示在一个窗口中显示多个文件，各个文件以标签的形式显示在左下角；【Each file is displayed in its own window】项表示每个文件在各自独立的窗口中显示。

【Display】选项组：【Show toolbar】项表示在Editor/Debugger中显示工具栏；【Show line numbers】项表示在Editor/Debugger中显示文本的行数，这在修改与调试M文件时非常有用；选中【Enable datatips in edit mode】项，在编辑窗口中，用户用鼠标指针指向某个变量时，系统会自动显示该变量的内容。

（4）键盘与缩进（Keyboard & Indenting）参数设置

【Key bindings】选项组： 设置用户习惯的键盘定义。【Windows】项表示使用Windows系统约定的键盘快捷定义，如复制和粘贴的快捷键分别为Ctrl+C、Ctrl+V; 【Emacs】项表示使用Emacs约定的键盘快捷定义，如复制快捷键为Ctrl+Y。

【M-file indenting for Enter key】选项组： 设置M文件的不同缩进格式。【No indent】项表示文本无缩进格式，【Block indent】项表示以块形式缩进格式，【Smart indent】项表示智能缩进格式。

【Indent】选项组： 设置适合用户的缩进参数。【Indent size】文本框表示可输入同一标准的嵌套代码列数，【Emacs style Tab key smart indenting】项表示可以通过Tab键缩进当前行。

【Tab】选项组： 设置适合用户的制表符参数。【Tab size】文本框表示设置两表符Tab间的空格数。【Tab key insert space】项表示可插入一个Tab字符。