深入了解 MATLAB:商业数学软件的功能特性与应用领域

C语言是一门通用计算机编程语言,应用广泛。而C语言就麻烦的多C语言是面向对象的基础语言,更多的用于底层函数开发,软件开发,单片机控制等。

MATLAB 简介

MATLAB 是美国 MathWorks 公司出品的商业数学软件,是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析、数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括 MATLAB 和 Simulink 两部分,与 Mathematica、Maple 并称为三大数学软件,是数学科学技术应用软件中数值计算能力最强的软件。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理和通信、图像处理、信号检测、金融模型设计和分析等领域。

MATLAB 功能

MATLAB 应用程序

MATLAB 产品系列可用于执行以下任务:

MATLAB 的应用范围十分广泛,包括信号和图像处理、通信、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学。附加工具箱(单独的专用 MATLAB 函数集)扩展了 MATLAB 环境,以解决这些应用领域中特定类型的问题。

C 语言简介

C语言是一种应用范围广泛的通用计算机编程语言,其设计目标是提供一种能够以简单的方式编译、处理低级内存、生成少量机器代码、不需要任何操作环境支持就能运行的编程语言。

C语言基本特点

高级语言

它是将高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来的工作单元。

结构化语言

结构化语言的显著特点是代码与数据分离,即程序的各部分除了必要的信息交换外,都是相互独立的。这种结构化方式可以使程序层次清晰,易于使用、维护和调试。C语言以函数的形式提供给用户,可以方便地调用,并具有各种循环和条件语句来控制程序流程,使程序完全结构化。

代码级别的跨平台

由于标准的存在,几乎同一份C代码可以在多种操作系统中使用,例如Windows、DOS、UNIX等,也适用于多种机型。对于需要对硬件操作的编程场合,C语言比其他高级语言更有优势。

使用指针

可以直接进行接近硬件的操作,但C的指针操作没有保护,也带来了很多不安全因素。C++在这方面做了改进,在增强安全性的同时保留了指针操作,得到了部分用户的支持。但由于这些改进增加了语言的复杂性,也受到了其他人的批评。

Java吸取了C++的教训,取消了指针操作,也取消了C++一些有争议的改进,在安全性和适用性方面取得了不错的效果,但它是解释型的,在虚拟机中运行,运行效率比C++/C要低。总体来说,C/C++/Java算是一个家族的语言,在程序使用排行榜上长期占据前三名。

独特的功能

MATLAB语言与C语言的区别

MATLAB 的底层是用 C 语言编写的,效率比 MATLAB 高,不过 MATLAB 的语法要简洁和简单很多,但执行效率不高,MATLAB 在具体方面使用,比如矩阵运算、DSP 等,有很大的优势。

与C语言不同,很多软件的底层都是用C写的,MATLAB提供的是解释型语言,虽然也是高级语言,但还是很简单的,它的目标是让用户友好,便于开发,其实这些便利也是有代价的,编译器承担了这些代价,程序执行效率也损失了。

而MATLAB这样做,是因为它专做科学计算,不能用于一般的编程;C语言这样做,是为了保持其编译速度,便于进行大规模编程,执行效率高,比如百万行以上代码的OS。

同时,C语言还有很多计算之外的应用,比如逻辑判断、I/O操作等嵌入式应用,比如MATLAB编译器。显然,基于向量的计算优化对于这些应用来说是一个负担。当然还有其他原因,我暂时没有想到,但这些足以说明两者的区别。总之,应用范围和目的不同,语言的设计风格当然也不同。

MATLAB是一种解释型语言,集成式,专门用于与数学相关的工程计算。MATLAB对于数值运算非常简单强大,使用起来非常方便。例如:求数组A的最大值的程序如下:A=[1 2 3 4 5 6],%将值赋给A max(A)%,求出最大值,结果就出来了。

C语言就麻烦多了。C语言是基础的面向对象语言,更多用于低级函数开发、软件开发、单片机控制等。MATLAB能做的事情C语言肯定能做,但是一般比较麻烦,C语言能做的事情MATLAB不一定能做。

最容易发现的形式上的区别就是MATLAB是一句一句编译的,而C语言是编译完整的代码段,而且C有头文件(#include(…)),而MATLAB没有。对于数值计算来说,MATLAB非常简单,功能强大,而C就有些繁琐了,而且C对算法的要求相对较高。

MATLAB最主要的优势就是集成了强大的数学计算函数,可以保证大规模数据计算的准确性和效率,MATLAB集成了很多数学计算函数,可以很方便的调用,至于C语言,要知道任何算法都是需要自己设计和调试的,才能保证程序能够正确执行。

MATLAB的优势在于大规模矩阵运算,求解常微分和偏微分方程,包括图像识别,人工智能,滤波等。可以说MATLAB是一个专业的数学软件,也是一个高效的专业工具。总之,MATLAB集成了许多数学计算功能,专注于数学计算领域,而C语言是更受欢迎的编程平台。

MATLAB是解释型脚本,而C语言是编译型执行型语言。简单来说,MATLAB解释器执行的是每一行代码,而C语言编译器必须先编译源文件生成目标代码,再执行整个目标代码。MATLAB是用C/C++实现的。使用MATLAB内置的mcc命令可以将.m文件编译成exe文件。

单片机

51 单片机:遵循 51 指令集的超微型电脑,你了解多少?

2024-5-29 10:04:00

单片机

山莓和树莓有什么区别?功效作用有哪些?

2024-5-29 11:03:46

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索