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2024年12月31日发(作者：transactionmanager注解)

MATLAB与C语言的异同

MATLAB是一种科学计算软件，也是当今最优秀的科技应用软件之一，专门

以矩阵的形式处理数据。它以强大的科学计算和可视化功能，简单易用、开放

式可扩展环境，特别是所附带的三十多种面向不同领域的工具箱支持，使得它

在许多科学领域成为计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发的基本工具

和首选平台。它作为一种计算工具和科技资源，可以扩大科学研究的范围，提

高工程生产的效率，缩短开发周期，加快探索步伐，激发创作灵感。

作为一种计算机语言，一种用于科学工程计算的高效率的高级语言，

MATLAB具有其他高级语言难以比拟的一些优点：

编写简单、编程效率高、易学易懂。与其他语言相比，MATLAB的语法更简

单，更贴近人的思维模式。因此，MATLAB语言也被通俗地称为“演算纸式”的科

学计算语言。在控制、通信、信号处理及科学计算等领域中，MATLAB都被广泛

地应用，已经被认可为能够有效提高工作效率、改善设计手段的工具软件。

而C语言是一种面向问题的程序设计语言，也是目前国际上流行的一种结

构化的程序设计语言，语言处理程序采用的是编译程序。它既有高级语言的特

点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程

序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。因

此，它的应用范围广泛，深受广大程序设计者的欢迎。

在操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明

显优于其它解释型高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的。C语

言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系

统软件，三维，二维图形和动画。同时，它也是是数值计算的高级语言。

C语言具有如下特点：

1.简洁紧凑、灵活方便

C语言一共只有32个关键字,9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字

母表示。它把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，C 语

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言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的

工作单元。

2.运算符丰富

C的运算符包含的范围很广泛，共有种34个运算符。C语言把括号、赋

值、强制类型转换等都作为运算符处理，从而使C的运算类型极其丰富表达式

类型多样化，灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运

算。

3.数据结构丰富

C的数据类型有：

整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型

等。能用来实现各种复杂的数据类型的运算。并引入了指针概念,使程序效率更

高。另外C语言具有强大的图形功能,支持多种显示器和驱动器。且计算功能、

逻辑判断功能强大。

4. C语言是结构式语言

结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要

的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以

及调试。C语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种

循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。

5. C语法限制不太严格，程序设计自由度大

虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较

大的自由度。

6. C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作

因此既具有高级语言的功能，又具有低级语言的许多功能，能够象汇编语

言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元，可以

用来写系统软件。

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7. C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高

一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10へ20%。

8. C语言适用范围大，可移植性好

C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统,如DOS、UNIX,也适用于

多种机型。

虽然MATLAB与C语言都有编程的功能，但是二者在编程方面存在许多不

同的地方。

数据类型

MATLAB的数据类型有常量、变量、字符串、复数等，C语言则有常量、变

量、标识符、整型数据、实型数据、字符型数据等。可见，C语言的数据类型的

划分要比MATLAB的细致。而且，相同的数据类型在这两种语言中的定义及用

法也有所不同。

在常量方面，值得一提的是，MATLAB中复数类型常量可以直接写成手写格

式，这是MATLAB与其他计算机语言的明显不同之处。C语言的常量可以是任何

基本类型的值，就范围而言，C语言的常量范围要较MATLAB的大。

在变量方面，二者的变量名的规定有明显不同。MATLAB的变量名必须是不

包括空格的单个词，且区分大小写。变量名的字符数也有限制，最多不超过31

个字符。变量名必须以字母打头，之后可以是任何字母、下划线或者数字。另

外，许多标点符号在MATLAB中有特殊含义，变量名不允许使用。此外，

MATLAB中还有一些默认的特殊变量，它们有确定的形式和意义，使用时应加以

注意。如：

ans是用于结果的默认变量名，pi表示圆周率等。与之对比，C语言的变量

名的规定就比较统一、规范。其对不同的数据类型有各自特定的变量名，如int

代表整型变量，代表float单精度实型变量，double则是双精度实型变量，char

是字符型变量的变量名。

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在字符串方面，MATLAB中的字符串是由单引号括起来的简单文本，一般是

ASCⅡ值的数值数组，以它作为字符串表达式进行显示。因为字符串是数值数

组，所以它们可以用MATLAB中所有可利用的数组操作工具进行操作。而C语

言中的字符串常量是用一对双引号括起来的字符序列，可以由任意多个字符组

成。值得注意的是，为了能在C语言中正确地处理字符串常量，C语言规定：

“在每一个字符串的结尾都加上一个字符‘0’，作为字符串的结束标志。”这

样，C语言中字符串在内存中的字符个数要比实际表达式中的字符数多1个。

在复数方面，MATLAB最强大的功能之一就体现在此，如前面所言，

MATLAB对复数不需做特殊处理，它的复数类型常量可以直接写成手写格式。

MATLAB认识复数，并用预定义变量和作为虚数单位，而且复数的数学运算可以

写成与实数相同的形

式。而对于C语言，它则无法做到，需要对复数进行特殊处理。

总的来说，C语言的数据类型划分得比较细致，相比较而言，MATLAB就

“粗糙”一些，这与二者各自所具有的和侧重的功能有关。C语言用于编制系统程

序和其他应用程序，所要处理的量范围多，数量广，故而其对数据类型必须细

致划分。而MATLAB用于编程时涉及到的主要是具体的工程方面的实际问题，

接触到的量的范围相对小些，因而就可以不必划分得十分细致了。

表达式

在MATLAB中，书写表达式的规则和“手写算式”几乎完全相同。表达式由变

量名、运算符和函数名组成，按照与常规相同的优先级从左至右执行运算。C语

言的表达式分为算术表达式、赋值表达式和逗号表达式等。优先级由高到低

是：

（）、单目+和单目-、*、／和%、+和-。

运算符

如前面所言，C语言的运算符非常丰富，主要有算术运算符、关系运算符、

逻辑运算符与按位运算符等。此外，还有一些完成特殊任务的运算符。并且，C

语言中算术运算时，结果的显示类型与运算符两边的数据类型有关。如：7／2

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的结果为3，7.0／2.0的结果为3.5。有些运算符对参与运算的量的数据类型还

有特定要求，如求余运算只能在两个整型数据之间进行。相反的，MATLAB的运

算符就比较简单。值得注意的一点是，MATLAB中用左斜杠或右斜杠分别表示

“左除”或者“右除”运算。对标量而言，两者的作用没有什么区别，但对于矩阵而

言，两种运算将产生不同的结果。C语言中就不存在这种情况，除法运算用左斜

杠表示。

函数

MATLAB的函数库是非常丰富的，有数组函数、矩阵函数、关系函数和

逻辑函数等。

作为一种科学工程计算语言，其提供的数学计算函数较多。在数组计算

中，针对标量的一些基本函数，如三角函数、对数函数、指数函数和复数运算

函数等，都能运用于数组计算。MATLAB除了支持传统的数学运算外，还支持关

系和逻辑运算。MATLAB更突出的优点是其提供了许多工程计算中所需的一些特

殊函数，满足了科技工作者的需要。

C语言提供的函数在数量上比不上MATLAB，而且一些特殊的函数没有

提供，这就使得MATLAB在诸多工程运用领域的显示了超强的功能和优势。

总的来讲，MATLAB与C语言所具有的功能是不同的。C语言精于编程，而

MATLAB的功能则是多方面的。可以说C语言是一名编程的“专业选手”，

MATLAB则是一个“全能人才”。

MATLAB的基本功能如下：

（1）数学运算功能。它包括矩阵运算和数值分析算法等。

（2）2D和3D图形显示功能。

（3）交互式的高级编程语言—M语言编程功能。

（4）工具箱函数功能。

（5）编译功能。使MATLAB能够同其他高级编程语言进行混合应用，取长

补短，以提高程序的运行速率，丰富程序开发的手段。

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（6）Simulink仿真功能。它的建模范围广泛，提供了丰富的功能块及不同

的专业模块集合。

（7）Stateflow交互式设计功能。

（8）自动代码生成功能。

通过近一段时间的学习，我印象比较深刻的是MATLAB强大的图形绘制能

力。

MATLAB的图形绘制能力包括二维绘图和三维绘图两大部分。其中，二维绘

图可以实现图标绘制、科学曲线绘制和各种专业数据的可视化显示。三维绘图

可以表示向量场的数据及图形表示二元函数等。MATLAB强大的绘图功能满足了

工程设计所需的各种不同的直观表达的需要。

C语言作为如今最广泛使用的编程语言，许多应用程序都建立在其基础上，

因此C语言在某种程度上是学习其他一些语言和程序的基础。一般来讲，C语

言主要是用于底层设计的，即编制应用程序。诚然，C语言也具备一定的图形绘

制能力，但是与MATLAB比较起来，那也只能是小巫见大巫了。

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