MATLAB（Matrix Laboratory）是一款高性能的数值计算和可视化软件，广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发等领域，掌握MATLAB的操作命令是高效使用该软件的基础，本文将详细介绍MATLAB的基础操作命令、矩阵与数组操作、数据可视化、程序控制结构以及常用函数等内容，并通过表格形式总结关键命令,最后附相关问答。
MATLAB的基础操作命令包括文件管理、变量操作和命令窗口控制，在文件管理方面，pwd用于显示当前工作目录，cd用于切换目录，ls或dir列出当前目录文件，save将变量保存为.mat文件，load加载.mat文件，变量操作中，who和whos分别显示当前变量名和变量详细信息（如大小、类型），clear清除变量（如clear a清除变量a，clear all清除所有变量），clc清空命令窗口，clf清空当前图形窗口，MATLAB是区分大小写的语言，且变量名必须以字母开头，可包含字母、数字和下划线，但不能使用保留字（如if、for等）。
矩阵与数组操作是MATLAB的核心功能，创建矩阵的命令包括直接输入（如A = [1,2;3,4]创建2×2矩阵），zeros(m,n)创建m×n全零矩阵，ones(m,n)创建全1矩阵，eye(n)创建n×n单位矩阵，rand(m,n)创建均匀分布随机矩阵，randn(m,n)创建标准正态分布随机矩阵，矩阵索引使用圆括号，如A(1,2)表示矩阵A的第1行第2列元素，A(:,1)表示第1列所有元素，A(1,:)表示第1行所有元素，矩阵运算中，A+B、A-B为加减法，A*B为矩阵乘法，A.*B为元素乘法（点乘），A/B为矩阵除法，A./B为元素除法（点除），A'为矩阵转置，inv(A)为求逆（需矩阵可逆），det(A)为求行列式，eig(A)求特征值和特征向量，数组运算需注意点运算符（如.^为元素幂运算），例如A.^2将矩阵A的每个元素平方。
数据可视化通过绘图命令实现。plot(x,y)绘制二维线图，plot(x,y,'r--')可设置线型（如红色虚线），xlabel、ylabel、title分别添加x轴、y轴标签和图形标题，legend添加图例，grid on显示网格，hold on保持当前图形以便叠加新图形，figure创建新图形窗口，三维绘图常用plot3(x,y,z)绘制三维线图，mesh(x,y,Z)绘制三维网格图，surf(x,y,Z)绘制三维表面图，contour(Z)绘制等高线图，图形保存使用saveas(gcf,'filename')或exportgraphics(gcf,'filename.png')。
程序控制结构包括顺序结构、选择结构和循环结构，选择结构使用if语句，if a > 0，disp('正数')；elseif a < 0，disp('负数')；else，disp('零')；end。switch语句用于多分支选择，如switch x，case 1，disp('1')；case 2，disp('2')；otherwise，disp('其他')；end，循环结构有for循环和while循环，for循环示例：for i = 1:5，disp(i)；end（1:5生成1到5的向量）。while循环示例：i = 1；while i <= 5，disp(i)；i = i + 1；end，循环中可使用break退出循环，continue跳过本次循环。
MATLAB常用函数涵盖数学计算、数据统计和字符串操作，数学函数包括sin(x)、cos(x)、tan(x)三角函数，exp(x)指数函数，log(x)自然对数，log10(x)常用对数，sqrt(x)平方根，abs(x)绝对值，sum(A)矩阵元素求和，mean(A)求均值，max(A)求最大值，min(A)求最小值，sort(A)排序，字符串操作中，str = 'Hello'创建字符串，str1 + str2拼接字符串，length(str)字符串长度，strfind(str, 'a')查找子串位置，num2str(x)将数字转为字符串，str2num(s)将字符串转为数字。
以下表格总结关键MATLAB命令分类及功能：
| 分类 | 命令 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 文件管理 | pwd | 显示当前工作目录 |
| cd 'path' | 切换到指定目录 | |
| save data a b | 将变量a、b保存到data.mat文件 | |
| load data | 加载data.mat文件中的变量 | |
| 变量操作 | who | 显示当前变量名 |
| whos | 显示变量详细信息（大小、类型等） | |
| clear a | 清除变量a | |
| clc | 清空命令窗口 | |
| 矩阵创建 | zeros(m,n) | 创建m×n全零矩阵 |
| eye(n) | 创建n×n单位矩阵 | |
| rand(1,3) | 创建1×3均匀分布随机向量 | |
| 矩阵运算 | A*B | 矩阵乘法 |
| A.*B | 元素乘法（点乘） | |
| inv(A) | 求矩阵A的逆矩阵 | |
| eig(A) | 求矩阵A的特征值和特征向量 | |
| 数据可视化 | plot(x,y) | 绘制二维线图 |
| xlabel('x轴') | 添加x轴标签 | |
| title('图形标题') | 添加图形标题 | |
| legend('曲线1') | 添加图例 | |
| 程序控制 | if-else-end | 条件判断语句 |
| for i=1:n | 循环n次 | |
| while condition | 满足条件时循环 | |
| break | 退出循环 | |
| 常用函数 | sum(A) | 矩阵A元素求和 |
| mean(A) | 矩阵A元素均值 | |
| num2str(x) | 将数字x转为字符串 |
相关问答FAQs：
Q1: 如何在MATLAB中实现矩阵的按行或按列排序？
A: MATLAB中可使用sort函数对矩阵排序，默认情况下，sort(A)对矩阵A的每一列进行升序排序，返回排序后的矩阵；若需按行排序，可添加参数2，即sort(A,2)，表示对每一行排序。A = [3,1;4,2]，sort(A)返回[3,1;4,2]按列排序后的[3,1;4,2]（实际应为[3,1;4,2]的列排序结果[3,1;4,2]，正确示例：A = [3,1;4,2]，sort(A)结果为[3,1;4,2]，即第一列[3;4]排序后仍为[3;4]，第二列[1;2]排序后仍为[1;2]；若A = [2,5;1,3]，sort(A)结果为[1,3;2,5]），若需降序排序，可使用sort(A,'descend')。
Q2: MATLAB中如何保存和加载图形文件？
A: 保存图形文件可通过两种方式：一是使用saveas函数，语法为saveas(gcf, 'filename.ext')，其中gcf表示当前图形窗口，filename为文件名，ext为扩展名（如.png、.jpg、.fig等），例如saveas(gcf, 'plot.png')将当前图形保存为PNG文件；二是使用exportgraphics函数（推荐，支持更高分辨率），语法为exportgraphics(gcf, 'filename.png', 'Resolution', 300)，其中Resolution参数设置分辨率（如300 dpi），加载图形文件时，若为.fig文件（MATLAB图形格式），使用open('filename.fig')或openfig('filename.fig')；若为图片文件（如.png），需使用imread函数读取数据，如img = imread('plot.png')，但此时仅读取图像数据，无法直接编辑图形对象，因此通常建议保存为.fig格式以便后续编辑。
