关于MATLAB的几个小技巧

Posted by baoduge on 2017年3月11日

今天整理一下最近MATLAB的一些小小心得，not big deal but little tricks.
1.关于power function 和 nthroot
MATLAB中输入

 (-8)^(1/3)

1	(-8)^(1/3)

时，往往会得到

ans =
   1.0000 + 1.7321i

1 2	ans = 1.0000 + 1.7321i

因为我想要的是实数解-2，而不是复数.
这让我感到十分有意思，于是doc power后，发现文件中说

For negative base A and noninteger B, if abs(B) is less than 1, the power function returns the complex roots of A.
Use the nthroot function to obtain the real roots.

于是用输入

nthroot(-8,3)

1	nthroot(-8,3)

会得到

ans =
    -2

ans =

-2

这个时候，我很好奇MATLAB中power函数的输出原则是什么。于是自己动手探究了一下。

theta = -8;
B1=1;
filename = 'imag_roots.gif';%output file name
B2=(3:13);%power
nImages=length(B2);
figure;
for idx=1:nImages;
    % get the roots
    p=zeros(B2(idx)+1,1);
    p(1)=(theta);
    p(B2(idx)+1)=-1;
    t= roots(p);
    realt = real(t);
    imagt = imag(t);
    t2 = (theta)^(-B1/B2(idx));
    Xlim1 = -1.6;Xlim2 = 1.6;
    Ylim1 = -1.6;Ylim2 = 1.6;
    
    plot(realt,imagt,'*b',real(t2),imag(t2),'or','MarkerSize',15);
  
    line([0,0],[Ylim1,Ylim2],'color','k','linewidth',2);%X=0 axis
    line([Xlim1,Xlim2],[0,0],'color','k','linewidth',2);%Y=0 axis
    line([0,real(t2)],[0,imag(t2)],'color','g','linewidth',2);%
    legend('roots','output of power');
    xlim([Xlim1,Xlim2]);ylim([Ylim1,Ylim2])
    
    xlabel('real');ylabel('imag');
    title(strcat('roots of (',num2str(theta), ')^{-',num2str(B1),'/',num2str(B2(idx)),'}'));
    set(gca,'visible','on');
    set(gcf,'Position',get(0,'Screensize'));%Maximize figure
    
    drawnow
    frame = getframe(1);
    im = frame2im(frame);
    [A,map]=rgb2ind(im,256);
    if idx==1
        imwrite(A,map,filename,'gif','Loopcount',inf,'DelayTime',1);
    else
        imwrite(A,map,filename,'gif','WriteMode','append','DelayTime',1);
    end
end
close all

theta = -8;

B1=1;

filename = 'imag_roots.gif';%output file name

B2=(3:13);%power

nImages=length(B2);

figure;

for idx=1:nImages;

% get the roots

p=zeros(B2(idx)+1,1);

p(1)=(theta);

p(B2(idx)+1)=-1;

t= roots(p);

realt = real(t);

imagt = imag(t);

t2 = (theta)^(-B1/B2(idx));

Xlim1 = -1.6;Xlim2 = 1.6;

Ylim1 = -1.6;Ylim2 = 1.6;

plot(realt,imagt,'*b',real(t2),imag(t2),'or','MarkerSize',15);

line([0,0],[Ylim1,Ylim2],'color','k','linewidth',2);%X=0 axis

line([Xlim1,Xlim2],[0,0],'color','k','linewidth',2);%Y=0 axis

line([0,real(t2)],[0,imag(t2)],'color','g','linewidth',2);%

legend('roots','output of power');

xlim([Xlim1,Xlim2]);ylim([Ylim1,Ylim2])

xlabel('real');ylabel('imag');

title(strcat('roots of (',num2str(theta), ')^{-',num2str(B1),'/',num2str(B2(idx)),'}'));

set(gca,'visible','on');

set(gcf,'Position',get(0,'Screensize'));%Maximize figure

drawnow

frame = getframe(1);

im = frame2im(frame);

[A,map]=rgb2ind(im,256);

if idx==1

imwrite(A,map,filename,'gif','Loopcount',inf,'DelayTime',1);

else

imwrite(A,map,filename,'gif','WriteMode','append','DelayTime',1);

end

close all

得到以下gif

GIF

一个根。
大家以后碰到类似情况一定要注意，不然很多时候debug起来会很头疼。
2.习惯要好
计算过程中常常会得到一些solutions，最近的经验是习惯一定要好。第一，在编程前期探索阶段要随手mesh/plot，看看结果是否符合预期；第二，随手保存，无论mat/csv/txt格式，总比手抖了clear之后哭瞎要好。第三，还是前期在使用fsolve时，optimoptions里也随手加上‘PlotFcns’吧。
3.ActiveX

ActiveX在广义上是指微软公司的整个COM架构，但是现在通常用来称呼基于标准COM接口来实现对象链接与嵌入（OLE）的ActiveX控件。

而我们可以通过调用ActiveX来做许多事情，比如处理Excel中的数据。

Excel = actxserver('excel.application');% Create COM server
Excel.Visible = true;% Make the Excel frame window visible.

1 2	Excel = actxserver('excel.application');% Create COM server Excel.Visible = true;% Make the Excel frame window visible.

WB = invoke(Excel.Workbook,'open',filename);
SH = WB.Worksheets.Item(<sheet number>);

1 2	WB = invoke(Excel.Workbook,'open',filename); SH = WB.Worksheets.Item(<sheet number>);

基本上Excel里能够达成的操作都可以用ActiveX+MATLAB完成，十分强大。
4.让保存的图片更加清晰
很多时候我们会发现保存的图片都缩紧到一起了，十分不好看。只需要在code里面加上一句命令就可以让figure最大化后再保存，效果很好。

set(gcf,'Position',get(0,'Screensize'))

1	set(gcf,'Position',get(0,'Screensize'))

5.cellfun
我们经常发现很多对矩阵有用的函数，用在class cell的对象上就不行了。然而cell类本身十分强大的，尤其是储存字符类的时候，我们还是经常会碰到。这个时候强大的cellfun就派上用场了。cellfun的句法是

[A1,...,Am] = cellfun(func,C1,...,Cn,Name,Value)

1	[A1,...,Am] = cellfun(func,C1,...,Cn,Name,Value)

其中func是个function handle。这样我们其实自己可以写自己的cellfunc.
示例如下：
a是一个cell，我们想要算出a的mean。

a{1} = [1 2;3 4];
a{2} = [1 2 3;4 5 6; 7 8 9];
mean_a = mean(cellfun(@(x) mean(x(:)), a));

a{1} = [1 2;3 4];

a{2} = [1 2 3;4 5 6; 7 8 9];

mean_a = mean(cellfun(@(x) mean(x(:)), a));

亲测很有用。
6.文件夹及文件处理
当我们需要处理大量文件或文件夹时，例如修改名称，这时MATLAB也可以派上用场。

files = dir(path0);% Get all files & folders in current folders
dirflags = [files.isdir]；
subfolders = files(dirflags);
for k = 3:length(subfolders) % attention starts from 3!
    sprintf('Now we are in the folder #%d = %s\n', k, subfolders(k).name)
    path1 = strcat(path0,subfolders(k).name,'\');
    cd(path1);
    mkdir('NewName');
    path2 = strcat(path1,'NewName\');
    % Get all pdf files in the current folder
    files = dir(strcat(path1,'*.xlsx'));
    for ID = 1:length(files)
        [~,oldName] = fileparts(files(ID).name);
        % Rename
        newName = <your new name>;
        movefile(strcat(path1,files(ID).name),strcat(path2,sprintf('%s.<format of file>',newName)));
        movefile(strcat(path2,sprintf('%s.xlsx',newName)),strcat(path1,sprintf('%s.xlsx',newName)))
    end
    rmdir('NewName');
end
cd(path0)

files = dir(path0);% Get all files & folders in current folders

dirflags = [files.isdir]；

subfolders = files(dirflags);

for k = 3:length(subfolders) % attention starts from 3!

sprintf('Now we are in the folder #%d = %s\n', k, subfolders(k).name)

path1 = strcat(path0,subfolders(k).name,'\');

cd(path1);

mkdir('NewName');

path2 = strcat(path1,'NewName\');

% Get all pdf files in the current folder

files = dir(strcat(path1,'*.xlsx'));

for ID = 1:length(files)

[~,oldName] = fileparts(files(ID).name);

% Rename

newName = <your new name>;

movefile(strcat(path1,files(ID).name),strcat(path2,sprintf('%s.<format of file>',newName)));

movefile(strcat(path2,sprintf('%s.xlsx',newName)),strcat(path1,sprintf('%s.xlsx',newName)))

end

rmdir('NewName');

end

cd(path0)

今天就分享这些，希望对大家有用。欢迎各位踊跃留言！
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Posted in: Techniques 六悅書

Tags: MATLAB, tricks

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Comments

Carren
2017年3月12日

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感觉很实用！
- baoduge
  2017年3月12日
  
  登录以回复
  
  嗯嗯，little tricks of MATLAB
Serene
2017年3月12日

登录以回复

gif做的很棒，结果很直观。这几个小技巧确实很赞，很用心。以后要是可以分类整理发布感觉会更治愈强迫症，遇到问题也便于查询到相关文档。
- baoduge
  2017年3月12日
  
  登录以回复
  
  多谢留言！我是想等内容多一些之后再分栏目。我都有注明分类的。
Tingting
2017年3月17日

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点赞！继续加油呀！

关于MATLAB的几个小技巧

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