Matlab程序設(shè)計(jì)基本概念和運(yùn)算(41頁)

1、Matlab程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)馮紀(jì)強(qiáng)馮紀(jì)強(qiáng) E-mail: E-mail: 電話：電話：26535049 26535049 科技樓科技樓1414樓樓14111411室室第一講第一講 Matlab對象及基本關(guān)系對象及基本關(guān)系3二數(shù)值（常量）和變量二數(shù)值（常量）和變量a) 變量變量變量變量(包括函數(shù)包括函數(shù))的的命名規(guī)則命名規(guī)則：由英文字母、數(shù)字和下劃：由英文字母、數(shù)字和下劃線混合組成，不得包含空格、標(biāo)點(diǎn)和運(yùn)算符號；第一線混合組成，不得包含空格、標(biāo)點(diǎn)和運(yùn)算符號；第一個(gè)字符必須是英文字母，最多包括個(gè)字符必須是英文字母，最多包括19個(gè)字符個(gè)字符； 字母的字母的大小有區(qū)別大小有區(qū)別。(1) 單值單值變量變

2、量 a=1; ad=2; Ad=3a=1; ad=2; Ad=3(2) 矩陣矩陣變量變量 x=-1,3,5x=-1,3,5對應(yīng)對應(yīng)4 4個(gè)分量個(gè)分量 x(1), x(1),x(2),x(2),x(3)x(3)A=3,1;-2,5=3,1;-2,5對應(yīng)對應(yīng)4 4個(gè)分量個(gè)分量 A(1,1),A(1,2),A(2,1),A(2,2)A(1,1),A(1,2),A(2,1),A(2,2)4(3) 復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)變量變量(4) 字符（串）字符（串）變量變量c=2+3*i; d=6-sqrt(-2) 所有字符串都用單引號括起來。所有字符串都用單引號括起來。 s=matlab 字符中中的每個(gè)字符字符中中的每個(gè)字符

3、（包括空格）都是字包括空格）都是字符串變量符串變量(矩陣或向量矩陣或向量)中的一個(gè)元素。中的一個(gè)元素。字符串中的字符以字符串中的字符以 ASCII 碼形式儲存并區(qū)碼形式儲存并區(qū)分大小分大小 ，用用函數(shù)函數(shù)abs可以看到字符的可以看到字符的ASCII碼。碼。在在Matlab中，中，字符串字符串和和字符矩陣字符矩陣基本上是基本上是等價(jià)的。等價(jià)的。 s=matlab 等價(jià)于等價(jià)于 s=matlab 5b) 數(shù)字變量數(shù)字變量 Matlab內(nèi)部的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素都是用內(nèi)部的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素都是用雙精度數(shù)雙精度數(shù)（double）來表示和存儲的。來表示和存儲的。變量輸出時(shí)用戶可以用變量輸出時(shí)用戶可以用forma

4、t命令設(shè)置或改變輸出命令設(shè)置或改變輸出格式。格式。format type 或或 format(short,e)短格式短格式(Short)：1.3333 0.0000短格式短格式e方式方式(Short e)：1.3333e+00 1.2345e-06短格式短格式g方式方式(Short g)：1.3333 0.0長格式長格式(Long)：1.33333333333333 0.00000123450000長格式長格式e方式方式(Long e)：1.33333333333333e+00 1.2345000000000e-06長格式長格式g方式方式(Long g)：1.33333333333333 0.

5、0000012345銀行格式銀行格式(Bank)：1.33 0.00十六進(jìn)制格式十六進(jìn)制格式(Hex)：3ff555555555 3eb46231abfd71+格式格式(+)：+有理數(shù)（有理數(shù)（Rational）：1/3 2469/20000000007內(nèi)存變量的刪除與修改內(nèi)存變量的刪除與修改在工作空間窗口中可以顯示所有內(nèi)存變量在工作空間窗口中可以顯示所有內(nèi)存變量的屬性。的屬性。u 當(dāng)選中某些變量后，再單擊當(dāng)選中某些變量后，再單擊Delete按鈕按鈕，就能刪除這些變量。就能刪除這些變量。u 當(dāng)選中某些變量后，再單擊當(dāng)選中某些變量后，再單擊Open按鈕按鈕，將進(jìn)入變量編輯器。將進(jìn)入變量編輯器。u

6、 通過變量編輯器可以直接觀察變量中的具通過變量編輯器可以直接觀察變量中的具體元素，也可修改變量中的具體元素。體元素，也可修改變量中的具體元素。8 clear命令：命令：用于刪除用于刪除MATLAB工作空間工作空間中的變量。中的變量。 who命令：命令：只顯示出駐留變量的名稱只顯示出駐留變量的名稱 whos命令：命令：在給出變量名的同時(shí)，還給在給出變量名的同時(shí)，還給出它們的大小、所占字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型等出它們的大小、所占字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型等信息。信息。910三運(yùn)算符三運(yùn)算符11三運(yùn)算符三運(yùn)算符12三運(yùn)算符三運(yùn)算符13四四 賦值語句賦值語句 (1) 變量變量=表達(dá)式表達(dá)式 (2) 表達(dá)式是用運(yùn)算符將有

7、關(guān)運(yùn)算量連接起來表達(dá)式是用運(yùn)算符將有關(guān)運(yùn)算量連接起來的式子，其結(jié)果是一個(gè)矩陣。的式子，其結(jié)果是一個(gè)矩陣。例例 計(jì)算表達(dá)式的值，并顯示計(jì)算結(jié)果。計(jì)算表達(dá)式的值，并顯示計(jì)算結(jié)果。在在MATLAB命令窗口輸入命令：命令窗口輸入命令： x=1+2i; y=3-sqrt(17); z=(cos(abs(x+y)-sin(78*pi/180)/(x+abs(y) z = -0.3488 + 0.3286iMATLAB語言中標(biāo)點(diǎn)的說明14五五 常用函數(shù)等其它常用函數(shù)等其它MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù)15五五 常用函數(shù)等其它常用函數(shù)等其它MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù)16五五 常用函數(shù)等其它常用函數(shù)等其它數(shù)值輸出格式命

8、令17五五 常用函數(shù)等其它常用函數(shù)等其它MATLAB常用命令18五五 常用函數(shù)等其它常用函數(shù)等其它19 Matlab中數(shù)組及矩陣運(yùn)算中數(shù)組及矩陣運(yùn)算 Matlab中函數(shù)的數(shù)值運(yùn)算中函數(shù)的數(shù)值運(yùn)算 Matlab中的符號運(yùn)算中的符號運(yùn)算第二講第二講 MATLAB基本特性與基本特性與基本運(yùn)算基本運(yùn)算20 數(shù)組及矩陣運(yùn)算數(shù)組及矩陣運(yùn)算 一基本運(yùn)算一基本運(yùn)算： 依據(jù)線性代數(shù)的基本理論和運(yùn)算法則進(jìn)行運(yùn)算。：針對矩陣或數(shù)組內(nèi)對應(yīng)的元素進(jìn)行運(yùn)算常點(diǎn)運(yùn)算。規(guī)運(yùn)算21 二、矩陣的建立和訪問二、矩陣的建立和訪問創(chuàng)建規(guī)則創(chuàng)建規(guī)則(1) 所有元素用“ ”括起來；(2) 同行的不同元素用空格或“,”分割；(3) 行與行之

9、間用分號“;”或回車鍵分割；(4) 元素可以是數(shù)值、變量、函數(shù)、表達(dá)式v 1. 直接輸入直接輸入v 2. 通過通過M文件創(chuàng)建文件創(chuàng)建v 3. 命令生成方式命令生成方式v 4. 利用函數(shù)創(chuàng)建利用函數(shù)創(chuàng)建輸入方式輸入方式22 A=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,12;13,14,15,16 A= 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16利用表達(dá)式輸入利用表達(dá)式輸入 B=sqrt(A) B = 1.0000 1.4142 1.7321 2.0000 2.2361 2.4495 2.6458 2.8284 3.0000 3.1623 3.3166 3

10、.4641 3.6056 3.7417 3.8730 4.0000v 1. 直接輸入直接輸入23v 2. 通過通過M文件創(chuàng)建文件創(chuàng)建當(dāng)創(chuàng)建尺寸較大的向量或矩陣，直接在命令窗口中輸入容易出錯(cuò)，且不易修改，因此，可以將數(shù)據(jù)按照創(chuàng)建原則寫入一個(gè)M文件.A=1,2,3,4,5 6,7,8,9,10 11,12,13,14,15 16,17,18,19,20 21,22,23,24,2524v 3. 命令生成方式命令生成方式(1) 利用冒號生成向量利用冒號生成向量 m:p:n其中其中 m 表示向量的初值表示向量的初值 p表示向量的步長表示向量的步長 n表示向量的終值表示向量的終值 p為為1可省略，且可省

11、略，且nm. x=2:3:16 x = 2 5 8 11 14 y=4:8 y= 4 5 6 7 825(2) 利用利用linspcae( ) 生成向量生成向量linspcae(a:b:n)將區(qū)間將區(qū)間a,b等分成等分成n-1段，返段，返回由段點(diǎn)及分段點(diǎn)坐標(biāo)產(chǎn)回由段點(diǎn)及分段點(diǎn)坐標(biāo)產(chǎn)生的生的n個(gè)元素的行向量個(gè)元素的行向量. y=linspace(0,2,7) y = 0 0.3333 0.6667 1.0000 1.3333 1.6667 2.0000 u=2 y 1 u= 2.0000 0 0.3333 0.6667 1.0000 1.3333 1.6667 2.0000 1.000026v

12、4. 利用函數(shù)創(chuàng)建利用函數(shù)創(chuàng)建27 z=zeros(2,3) z = 0 0 0 0 0 0 a=magic(3) a = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 b=rand(2,3) b = 0.2785 0.9575 0.1576 0.5469 0.9649 0.9706 B= 2 -1 0 3 3 2; diag(B) ans = 2 3 triu(B) ans = 2 -1 0 3 0 0 ans = 1 0 0 0 -1 0 0 0 228矩陣元素的修改矩陣元素的修改 A=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,12;13,14,15,16 A = 1 2 3 4 5 6 7

13、8 9 10 11 12 13 14 15 16 A(1,1)=0;A(2,2)=A(1,2)+A(2,1);A(4,4)=cos(0); A A = 0 2 3 4 5 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1291矩陣元素矩陣元素在在MATLAB中，矩陣元素按列存儲，中，矩陣元素按列存儲，先第一列，先第一列，再第二列，依次類推再第二列，依次類推。(1) 利用冒號表達(dá)式獲得子矩陣?yán)妹疤柋磉_(dá)式獲得子矩陣 A(:,j) 表示取矩陣表示取矩陣A的的第第j列列全部元素；全部元素； A(i,:) 表示矩陣表示矩陣A第第i行行的全部元素；的全部元素； A(i,j) 表示取矩陣表示取矩陣A

14、第第i行、第行、第j列列的元素。的元素。 A(i:i+m,:)表示取矩陣表示取矩陣A第第ii+m行行的全部元素；的全部元素； A(:,k:k+m)表示取矩陣表示取矩陣A第第kk+m列列的全部元素，的全部元素， A(i:i+m,k:k+m)表示表示取矩陣取矩陣A第第ii+m行行內(nèi)，并在內(nèi)，并在 第第 kk+m列列中的所有元素。中的所有元素。此外，還可利用一般向量和此外，還可利用一般向量和end運(yùn)算符來表示矩陣下標(biāo)，運(yùn)算符來表示矩陣下標(biāo)，從而獲得子矩陣。從而獲得子矩陣。end表示某一維的末尾元素下標(biāo)。表示某一維的末尾元素下標(biāo)。30312子塊矩陣的操作子塊矩陣的操作(1) 子塊的刪除子塊的刪除當(dāng)把矩

15、陣的某一塊設(shè)置為空矩陣，它就被刪除，原來的矩陣就只保留剩余部分。 A=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,12;13,14,15,16 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A(2,:)= A = 1 2 3 4 9 10 11 12 13 14 15 1632(2) 子塊的提取與插入子塊的提取與插入 A=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,12;13,14,15,16 B=A(:,2 2 2 2) B = 2 2 2 2 6 6 6 6 10 10 10 10 14 14 14 14 X=-3:3, Y=X(abs(X)

16、1) X= -3 -2 -1 0 1 2 3 Y= -3 -2 2 3取取X中絕對值大于中絕對值大于1的元素構(gòu)成的元素構(gòu)成Y33 A=1,2,3,4;5,6,7,8;9,10,11,12;13,14,15,16 i,j=find(A12) A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 i = 4 4 4 4 j = 1 2 3 434 數(shù)值數(shù)值運(yùn)算運(yùn)算一數(shù)值函數(shù)的建立一數(shù)值函數(shù)的建立1. 使用使用inline命令命令 f=inline(x.2-3) %建立二元函數(shù)建立二元函數(shù) f = Inline function: f(x) = x.2-3 f(3)

17、ans = 6 g=inline(x.y-5,x,y) %建立二元函數(shù)建立二元函數(shù)( , )5yg x yx2( )3f xx352. 使用使用function創(chuàng)建創(chuàng)建M-函數(shù)函數(shù)function輸出變量列表輸出變量列表=函數(shù)名函數(shù)名(輸入變量列表輸入變量列表)生成生成“函數(shù)名函數(shù)名.m”的文件的文件例例 建立同時(shí)計(jì)算 的函數(shù)，即給出a、b、n三個(gè)數(shù)，返回y1、y2。functiony1,y2=fun(a,b,n)y1=(a+b).n;y2=(a-b).n; y1,y2=fun(3,-1,4) y1 = 16 y2 = 25612() ,()nnyabyab36二數(shù)值函數(shù)的運(yùn)算二數(shù)值函數(shù)的運(yùn)算1. 數(shù)值函數(shù)的圖形數(shù)值函數(shù)的圖形例例 設(shè) , 畫出在 0,2上的曲線段2211( )6(0.3)0.01(0.9)0.04f xxx法法1 plot x=0:0.01:2; y=1./(x-0.3).2+0.01)+1./(x-0.9).2+0.04)-6; plot(x,y,linewidth,2) grid法法2 fplot(f,a,b) f=inline(1./(x-0.3).2+0.01)+1./(x-0.9).2+0.04)