MATLAB入门教程 (面向C++/OIer)：精通向量化、数据可视化与脚本编程
本指南专为C++程序员和算法竞赛选手（OIer）设计，旨在通过C++的思维模式快速入门MATLAB。文章将MATLAB定位为一个强大的“交互式数学草稿本”，而非传统的编程语言。内容从环境与心智模型切换入手，通过与C++类比，系统讲解了MATLAB的核心——矩阵与向量化运算，强调了其相对于for循环的巨大优势。指南清晰剖析了矩阵运算(*)与元素级运算(.*)的关键区别，并覆盖了脚本与函数、逻辑控制及强大的数据可视化功能，帮助C++开发者快速将编程思维应用于科学计算与数据分析。
你好，C++ Coder / OIer！
你习惯于 main 函数、std::vector、#include，以及对性能和内存的极致追求。现在，你遇到了一位新朋友：MATLAB。请不要把它看作一门“编程语言”，而是将它视为一个武装到牙牙齿、专为科学计算和数据可视化打造的超级“交互式命令行”与“数学草稿本”。
这篇指南将带你用 C++ 的思维模式，快速理解 MATLAB 的核心逻辑，让你在几分钟内就能将它变成你的高效计算工具。忘掉编译、链接和指针吧，欢迎来到一个“所想即所得”的数学世界。
第一章：环境与心智模型切换 (From IDE to Interactive Shell)
C++ Coder D-e-v's Note: 把 MATLAB IDE 想象成一个自带 REPL (Read-Eval-Print Loop) 的环境。命令窗口 就是你的 stdin/stdout，工作区 (Workspace) 则是全局变量的实时监视器。这里的编程更像是写 Python 脚本，而非编译 C++ 项目。
1. 环境管理：告别 system("cls")
| MATLAB 命令 | 功能描述 | 对标 C++ 概念 | | :--- | :--- | :--- | | clc | 清空命令窗口显示 | 相当于 system("cls") 或重启控制台，界面清爽，不影响任何变量。 | | clear | 清空工作区（变量） | 类似程序重启，销毁所有全局变量。clear x; 则像 delete 单个指针。 | | who / whos | 查看工作区变量 | 变量监视窗口的文本版。whos 是 sizeof 和 typeid 的组合体。 | | cd | 切换工作目录 | chdir()，确保你的 .m 文件和数据在当前路径，否则就是 "File Not Found"。 |
2. 变量：动态类型的世界
C++ Coder D-e-v's Note: MATLAB 是动态强类型语言。你无需声明类型（int a; double b;），解释器会自动推断。但一旦类型确定，运算必须合法。
- 命名规则：和 C++ 类似，字母开头，可含数字、下划线。
- 最大陷阱：禁止覆盖内置函数！ 如果你写
sum = 10;，就相当于你#define sum 10，std::accumulate瞬间报废。这是 C++ 程序员最常犯的错误。
3. 数据类型：从底层到应用
第二章：核心武器库 —— 矩阵与向量化运算
C++ Coder D-e-v's Note: 这是 MATLAB 的灵魂，也是与 C++ 思维最大的不同点。 在 C++ 中，你用 for 循环遍历数组；在 MATLAB 中，你对整个数组直接进行数学运算。这个叫向量化 (Vectorization)。
1. 数组创建与索引：std::vector 的超集
【高能预警】MATLAB 索引从 1 开始！arr[0] 会直接报错！
2. 矩阵运算 (`) vs. 元素级运算 (.`)：代数与数据的分界
这是 MATLAB 的核心精髓。理解了它，你就超越了 90% 的新手。
矩阵运算 (`,/,^)** -> 线性代数模式，遵循数学定义，需要维度匹配（A(m×n) * B(n×p)`）。这就是你手算矩阵乘法的那个规则。
元素级运算 (`.,./,.^)** -> **数据处理模式 (C++ for 循环的替代品)**。操作符前的.` 告诉 MATLAB：“别管什么线性代数，把这两个同样大小的矩阵对应位置的元素拿出来做运算！”
3. 向量生成：告别 for(i=a; i<=b; ++i)
第三章：从代码片段到工程 —— 脚本与函数
C++ Coder D-e-v's Note: MATLAB 的 .m 文件有两种模式：脚本 (Script) 和函数 (Function)，靠文件第一行有没有 function 关键字区分。
- 脚本：就是
main函数体。它直接在全局作用域执行，所有变量都是全局的。适合跑流程、做实验。 - 函数：就是 C++ 的函数。它有独立的局部作用域，通过
return（输出参数列表）返回值。这是代码复用和模块化的唯一途径。
1. 脚本文件：你的 main.cpp
2. 函数文件：可复用的工具
结构就是一切：function [返回列表] = 函数名(参数列表)
第四章：逻辑控制：熟悉的味道，不同的语法
C++ Coder D-e-v's Note: 这里的逻辑和你早已掌握的一模一样，只是语法糖不同。注意所有控制结构都需要 end 关键字闭合。
1. 条件语句 if-elseif-else
2. 循环结构：for 和 while
第五章：数据可视化：MATLAB 的“杀手锏”
C++ Coder D-e-v's Note: 这就是你选择 MATLAB 而不是 C++ 来做数据分析的理由。在 C++ 里用 gnuplot 或 Matplotlib-cpp 绘图有多痛苦，在 MATLAB 里就有多快乐。
