MATLAB程序設計語言2.ppt

MATLAB 程序設計語言,任課教師：李靖 博士(講師),Email：,研究方向：無線通信,上機安排,日期：3-21，4-4，4-18，5-9，5-23 時段：18:00至22:00 機房：E樓205 要求：每次上機找科代表簽到！,課程安排,Chapter1 Matlab 系統(tǒng)概述 Chapter2 Matlab 基本操作 Chapter3 Matlab 圖形系統(tǒng) Chapter4 Matlab 程序設計 Chapter5 Matlab 基本應用領域 Chapter6 數(shù)據(jù)陣列類型與結(jié)構(gòu) Chapter7 字符串處理,Chapter2 Matlab 基本操作,表達式 矩陣基礎 矩陣產(chǎn)生和操作 邏輯和關系運算 操作符和特殊字符 基本矩陣和矩陣操作 基本數(shù)學函數(shù) 邏輯函數(shù),表達式,變量 數(shù)值 函數(shù) 操作符,變量,變量名可以包含下劃線、字符、數(shù)字，但不能為空格符、標點 區(qū)分大小寫字母，即A和a是不同的 變量的第一個字符必須為英文字母，而且不能超過31個字符。 通過file-preferences -可設置字體大小,預定義變量,ans 預設的計算結(jié)果的變量名 eps MATLAB定義的正的極小值=2.2204e-16 pi 內(nèi)建的值 Inf 正無窮大 (1/0) NaN 表示不定值 (Inf/Inf 或 0/0) i 或 j 虛數(shù)單位（注意i和j也可以做變量） nargin 函數(shù)輸入?yún)?shù)個數(shù) nargout 函數(shù)輸出參數(shù)個數(shù) realmax 最大的正實數(shù) realmin 最小的正實數(shù) flops 浮點運算次數(shù),數(shù)值,十進制：3，8，-39 科學計數(shù)法：1.6e-21，-3.24e20 復數(shù)：-4+3.6j，7803.2e2i 浮點數(shù)：范圍在10-308 10308 MATLAB的所有計算均在雙精度下進行，可用format命令來控制不同的顯示格式，如10*pi,函數(shù),函數(shù)分類：內(nèi)部函數(shù)、Toolboxes中實用函數(shù)、用戶自定義函數(shù)。 函數(shù)用法：1）嵌套：x=sqrt(log(z) 2）多輸入: theta=atah2(y,x) 3）多輸出:y,i=max(x) 函數(shù)的具體用法可通過help命令得到；,操作符,算術運算 +,-,*,/,以及帶.的符號 關系運算 邏輯運算 其它操作符,表達式,MATLAB書寫表達式的規(guī)則與“手寫算式”差不多相同。 將變量、數(shù)值、函數(shù)用操作符連接起來，就構(gòu)成了表達式。 如果一個指令過長可以在結(jié)尾加上.（代表此行指 令與下一行連續(xù)），例如 3*. 6 ans = 18,表達式示例,a=(1+sqrt(10)/2; b=abs(3+5i); c=sqrt(bessell(4/3), a-i); d=sin(exp(-2.3); e=pi*d; 行末的分號用于抑制結(jié)果的顯示。,矩陣基礎,輸入矩陣及矩陣下標 矩陣轉(zhuǎn)置 ：a 矩陣元素求和：sum() 按列求和 矩陣連接：a b 矩陣行列刪除：利用空矩陣 b(2,:)=；%刪除矩陣b的第二行，：表示所有的列或行。,矩陣產(chǎn)生和操作,矩陣產(chǎn)生： 1）直接輸入元素列表； 2）從外部數(shù)據(jù)文件讀取：load 3）利用Matlab內(nèi)部函數(shù)產(chǎn)生矩陣： eye,ones,zeros,rand,randn（演示） 4）用戶自己編寫M文件產(chǎn)生矩陣。,基本矩陣和矩陣操作,基本矩陣和陣列： eye: 單位矩陣 ones:全1陣列 zeros: 全0陣列 rand:均勻分布的隨機數(shù)和陣列 randn:正態(tài)分布的隨機數(shù)和陣列 linspace:產(chǎn)生線性間空向量 logspace: 產(chǎn)生對數(shù)間空向量,矩陣操作（P35和P63）,常用：矩陣轉(zhuǎn)置、重排、求和、下標、刪除和運算等； Diag：對角矩陣和矩陣的對角化 Reshape：陣列重新排列 Rot90：矩陣旋轉(zhuǎn)90度 fliplr,flipud：矩陣左右，上下翻轉(zhuǎn) Tril,triu：矩陣的上，下三角陣 Cat：陣列連接 Repmat：復制并平鋪陣列,矩陣中的操作符和特殊字符(一) P46,算術操作符：+,-,*,/, A+B,A-B: 相同尺寸簡單加、減運算； A*B: 線性代數(shù)積 A.*B:對應元素相乘 A/B，AB: 矩陣右（左）除 A./B，A.B:矩陣對應元素右 （左）除 AB:矩陣冪(兩種形式，指數(shù)為標量和底數(shù)為標量) A: 矩陣轉(zhuǎn)置，若A為復數(shù)矩陣，則求出共軛轉(zhuǎn)置。 A.：矩陣轉(zhuǎn)置 ，若A為復數(shù)矩陣，也不求共軛。 (對應函數(shù)見 P47.),矩陣中的操作符和特殊字符（二）,Kron: Kronecker 張量積： K=(X,Y) 冒號：建立向量、陣列的下標或用于迭代。（使用格式見書P48） 邏輯操作符： % !（P48頁） XOR:異或操作,矩陣中的邏輯函數(shù)（P78）,all: 測試矩陣或者向量所有元素是否都為非0 any：測試是否有非0元素（對于矩陣，將列當做向量?。?find：查找非0元素的值和下標（用于稀疏矩陣） exist： 查找給定變量或文件是否存在 is*： 檢測某種狀態(tài)，*通配符 (P81) isa： 檢測給定類的對象 logical： 將數(shù)值轉(zhuǎn)換成邏輯值,特殊變量和常數(shù),ans,pi,i和j,NaN,Inf,realmax,realmin Nargin,nargout,varargin,varargout eps：浮點數(shù)相對精度(p57) computer：識別運行Matlab的計算機 inputname：輸入變量名 flops：統(tǒng)計浮點運算次數(shù),時間和日期(P59),tic,toc：測定程序運行時間(tictest.m) date,now,clock etime,cputime datestr,dateevc datenum weekday,eomday calendar,基本數(shù)學函數(shù)(P69),三角函數(shù) 指數(shù)和對數(shù)函數(shù) 復數(shù)函數(shù) 取整和求余函數(shù)（rem、mod）,典型例題,產(chǎn)生均勻分布在(a,b)之間的(mn)隨機陣,（精確到小數(shù)點后k位） a+ (b-a)*rand(m,n) a+round(10k*(b-a)*rand(m,n)/10k 產(chǎn)生均值為，方差為2的 (mn)正態(tài)分布隨機陣。 *randn(m,n)+ ,陣列與矩陣運算（重點回顧）,MATLAB的運算事實上是以陣列 (array) 及矩陣 (matrix) 方式在做運算，而這二者在MATLAB的基本運算性質(zhì)不 同。 矩陣是二維的，它則采用線性代數(shù)的運算方式。 矩陣的基本算術操作 + - * / 基本格式 A+B A-B A*B A/B AB A A,陣列與矩陣運算,陣列的運算是元素對元素的運算 陣列的基本算術操作 + - .* ./ . . . 基本格式 A+B A-B A.*B A./B A.B A. A. 例如 a=a1, a2 an b=b1, b2bn a.*b=a1*b1, a2*b2an*bn a./b=a1/b1, a2/b2an/bn,陣列運算的特色, x = 1:0.1:2; % x 是陣列 x = Columns 1 through 9 1.0000 1.1000 1.2000 1.3000 1.4000 1.5000 1.6000 1.7000 1.8000 Columns 10 through 11 1.9000 2.0000 y = exp(x.2); % exp(x.2) 是陣列運算 y = Columns 1 through 9 2.7183 3.3535 4.2207 5.4195 7.0993 9.4877 12.9358 17.9933 25.5337 Columns 10 through 11 36.9661 54.5982,陣列運算的特色,純量與陣列運算的差別 x=2.0 %