Matlab編程-第一章-Matlab中的數(shù)組操作課件

MATLAB基礎(chǔ)應(yīng)用1精選2021版課件第一章Matlab中的數(shù)組操作matlab中的運(yùn)算和操作是以數(shù)組為對(duì)象的，數(shù)組又包括：數(shù)值數(shù)組、字符數(shù)組、元胞數(shù)組等。數(shù)值數(shù)組：（1）n元數(shù)值向量（行向量與列向量）（2）數(shù)值矩陣（3）由數(shù)值矩陣構(gòu)成的元胞數(shù)組幾個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的作用：逗號(hào)：用來(lái)將數(shù)組中的元素分開(kāi)。（可用空格代替）分號(hào)：用來(lái)將矩陣中的行分開(kāi)。（可用回車(chē)鍵代替）冒號(hào)：相當(dāng)于文字中的省略號(hào)。中括號(hào)：界定數(shù)組的首與尾。2精選2021版課件一、數(shù)組的建立1.直接輸入法matlab在創(chuàng)立數(shù)組時(shí)以逗號(hào)或空格表示分列，分號(hào)或回車(chē)表示分行。數(shù)組開(kāi)頭“[”、結(jié)尾“]”行數(shù)組：如a=[1,2,3,8,-1]列數(shù)組：b=[1;2;3;8;-1]或a’矩陣：A=[2,4,1;8:-2:4;2,4,6]3精選2021版課件2.通過(guò)數(shù)組編輯器生成矩陣步驟：先建立空矩陣a=[],然后在工作空間(workspace)中點(diǎn)開(kāi)a進(jìn)入數(shù)組編輯器，輸入元素。3.用函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組定步長(zhǎng)生成法：x=a:t:b(t步長(zhǎng)，省略是為1)；定數(shù)線性采樣法：x=linspace(a,b,n)，a與b是數(shù)組的第一個(gè)和最后一個(gè)元素，n是采樣的總點(diǎn)數(shù)。x=linspace(2,5,6)x=2.00002.60003.20003.80004.40005.00004精選2021版課件zeros(m):m階全零方陣zeros(m,n):m×n階全零方陣eye(m):m階單位陣ones(m):m階全1方陣ones(m,n):m×n階全1方陣rand(m):m階均勻分布隨機(jī)方陣randn(m):m階標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)方陣rand(m,n),randn(m,n)5精選2021版課件4.元胞數(shù)組的創(chuàng)建元胞數(shù)組是MATLAB的一種特殊數(shù)據(jù)類(lèi)型，可以將元胞數(shù)組看做一種無(wú)所不包的通用矩陣，或者叫做廣義矩陣。組成元胞數(shù)組的元素可以是任何一種數(shù)據(jù)類(lèi)型的量，每一個(gè)元素也可以具有不同的尺寸，每一個(gè)元素的內(nèi)容也可以完全不同，元胞數(shù)組的元素叫做元胞。建立元胞數(shù)組：{}a={'matlab',20;ones(2,3),1:10}a='matlab'[20][2x3double][1x10double]6精選2021版課件二、數(shù)組的操作數(shù)組的編址：數(shù)組a建立后，a中各元素的編址方法如下：?jiǎn)蜗聵?biāo)編址：a(1)表示a的第1個(gè)元素，a(n)表示a的第n個(gè)元素，對(duì)于二元數(shù)組按列優(yōu)先原則進(jìn)行單下標(biāo)編址。雙下標(biāo)編址：a(2,3)表示矩陣a的第2行第3列元素。1.數(shù)組元素與子數(shù)組的提取提取數(shù)組a的第3個(gè)元素：y=a(3)提取a的第3到7個(gè)元素：y=a(3:7),7精選2021版課件a=linspace(1,20,6)a=1.004.808.6012.4016.2020.00提取a的第1,3,5個(gè)元素構(gòu)成數(shù)組b:b=a(1:2:5)提取a的第2到5個(gè)元素，并反轉(zhuǎn)次序構(gòu)成數(shù)組b1:b1=a(5:-1:2)按條件提取子數(shù)組:提取a的元素值大于10的元素構(gòu)成數(shù)組b2b2=a(find(a>10))b1=16.200012.40008.60004.8000b2=12.4016.2020.008精選2021版課件二維數(shù)組A的元素的提?。河捎跀?shù)組A有兩種編址方法，matlab會(huì)根據(jù)接受的指令，先判斷是哪一種編址方法，然后再進(jìn)行元素的提取。如：A=[1,2,3,4,5;0,1,2,3,4;-1,0,1,2,3;-2,-1,0,1,2]1234501234-10123-2-1012b1=A(5)b2=A(2,3)b3=A(2,:)b4=A([2,3])b5=[A(2,:);A(1,:)]b6=A([2,4],[3,5])

b1=2b2=2b3=[01234]b4=[0,-1]b5=0123412345b6=2402b7=A([2,4],[3,5,1])

b7=24002-29精選2021版課件元胞數(shù)組元素的提?。海ǎ┖蛖}有著本質(zhì)的區(qū)別，{}用于表示元胞的內(nèi)容，（）小括號(hào)表示指定的元胞。a={'matlab',20;ones(2,3),1:10;ones(4,5),eye(4)}a='matlab'[20][2x3double][1x10double][4x5double][4x4double]10精選2021版課件a='matlab'[20][2x3double][1x10double][4x5double][4x4double]b=[4x4double]b=a(3,2)b=a{3,2}b=1000010000100001a{2,3}=cell(2)改變?cè)麛?shù)組元素的元胞：賦值a='matlab'[20][][2x3double][1x10double]{2x2cell}[4x5double][4x4double][]11精選2021版課件2.數(shù)組拼接與數(shù)組中的元素值的改變?cè)诿畲翱趯?shí)驗(yàn):a=1:2:11a(1)=0a(1:4)=[2,-1,-2,-3]a([2,5])=[1.5,0.5]x=0:2:10,y=[-2,-5,-8],xx=[x,y]yy=[xx([2,5]);y(2:3)]a=1357911a=0357911a=2-1-2-3911a=21.5-2-30.511xx=0246810-2-5-8yy=28-5-8x=0246810y=-2-5-812精選2021版課件空數(shù)組的使用：建立空數(shù)組A：A=[]，空數(shù)組大小任意。可用空數(shù)組刪除已有數(shù)組中的元素B=1:8B(1:2:5)=[]B=24678A=[2,3,4,5,6;1,2,3,4,5;0,1,2,3,4;-1,0,1,2,3]刪除矩陣A第3行：A(3,:)=[]刪除矩陣A第2列：A(:,2)=[]13精選2021版課件3.常用的數(shù)組操作命令(1)確定數(shù)組大小命令A(yù)=[2,5,1,-2,7;0,3,-1,-2,4;0,0,5,8,8]求數(shù)組A行數(shù)與列數(shù)的最大值：n=length(A)提取數(shù)組A的行數(shù)與列數(shù)：[m,n]=size(A)(2)排序命令將一維數(shù)組x的元素排序：x=[3,-1,2,5,7,4,6,11,13,9,2,0,7,8]b=sort(x),[b,k]=sort(x)b=-1022345677891113k=212311164751314108914精選2021版課件(3)改變數(shù)組形狀的命令x=[3,-1,2,5,7,4,6,11,13,9,2,8]將一維數(shù)組x按條件轉(zhuǎn)化為矩陣：B=reshape(x,3,4)(4)數(shù)組的復(fù)制：c=[1,2,5]c1=repmat(c,4,1)c2=repmat(c,1,4)c3=repmat(c,3,2)c4=repmat(c,3)B=3569-1711224138c3=12512512512512512515精選2021版課件(5)稀疏矩陣與滿矩陣的轉(zhuǎn)化：稀疏矩陣生成命令：sparse(a,b,c)數(shù)組a,b,c的大小必須相同數(shù)組a與b分別指定元素的行標(biāo)與列標(biāo)，數(shù)組c指定元素的值A(chǔ)=sparse([2,4,18],[3,12,20],[-5,-3,-8])創(chuàng)建稀疏矩陣A，A的(2,3),(4,12),(18,20)元素分別為-5,-3,-8，其余元素為零，A為18×20階矩陣。將稀疏矩陣x變回滿矩陣:A=full(A)A=(2,3)-5(4,12)-3(18,20)-816精選2021版課件(6)sum(A):矩陣A按列求和，返回一個(gè)行向量；sum(A,2):矩陣A按行求和，返回一個(gè)列向量。max(A):返回由矩陣各列的最大值構(gòu)成的向量。max(A,B):返回A與B對(duì)應(yīng)元素最大值構(gòu)成的矩陣min(A)，min(A,B)類(lèi)似創(chuàng)建18×20稀疏矩陣A，使A的(2,3),(4,12),(15,16)元素分別為-5,-3,-8，其余元素為零？A=sparse([2,4,15,18],[3,12,16,20],[-5,-3,-8,0])17精選2021版課件A=[1,2,3,4,5;0,6,2,3,4;-1,0,7,2,3;2,-1,0,1,2]1234506234-107232-1012B=sum(A,2)B=1515114b1=max(A)b1=26745返回由矩陣A各行的最大值構(gòu)成的列向量？b2=max(A')'b3=max(A,2)?b3=22345262342272322222b2=567218精選2021版課件b=diag(A):提取方陣A的對(duì)角線元素構(gòu)成列向量bA=diag(b):用一維數(shù)組b的元素生成對(duì)角方陣A(7)diag命令：A=diag(b,k):b為一維數(shù)組，k為整數(shù)將b元素作為偏離主對(duì)角線的第k條對(duì)角生成方陣Ab=[2,3,-1,5,6],A=diag(b,1)B=diag(b,-2)A=020000003000000-100000050000006000000B=000000000000002000000030000000-100000005000000060019精選2021版課件例1.1輸入n階矩陣n=input('輸入方陣階數(shù)n=')a1=4*ones(n,1);a2=2*ones(n-1,1);a3=ones(n-2,1);A1=diag(a1)+diag(a2,1)+diag(a3,2);A2=diag(a2,-1)+diag(a3,-2);A=A1+A220精選2021版課件(8)find命令：find(A)找出A的不為0的元素的下標(biāo)find(A,k)找出A的前k個(gè)不為0的元素的下標(biāo)find(A,k,’last’)找出A的后k個(gè)不為0的元素的下標(biāo)find(g(A))，其中g(shù)(A)是數(shù)組A的邏輯表達(dá)式，返回?cái)?shù)組A中滿足條件g(A)的元素下標(biāo)。

21精選2021版課件A=[0,0,2,-1,3,0,0,5,0,6,-7,0,0,9];b1=find(A,3)b2=find(A,2,'last')

b1=345b2=1114B=[0,1,0;2,3,0;4,0,0]c1=find(B)[m,n]=find(B)B=010230400c1=2345m=2312n=112222精選2021版課件B=[0,1,0;2,3,0;4,0,0]

t=find(B>2)[x,y]=find(B>2)[m,n]=find(B>=1&B<=3)B=010230400t=35x=32y=12m=212n=12223精選2021版課件求連乘積c1=prod(4:6)c2=cumprod(4:6)求組合nchoosek(a,k)D=nchoosek(5,2)

D=10

M=323137212717N=wxywxzwyzxyzb='wxyz'N=nchoosek(b,3)(9)排列組合c1=120c2=420120a=[3,2,1,7];M=nchoosek(a,2)求向量的全排列perms([2,1,8])24精選2021版課件三、數(shù)組的運(yùn)算1.數(shù)值運(yùn)算數(shù)組的運(yùn)算，也稱(chēng)點(diǎn)運(yùn)算，是同階數(shù)組對(duì)應(yīng)分量的運(yùn)算。包括點(diǎn)乘、點(diǎn)除和點(diǎn)乘方，對(duì)應(yīng)的運(yùn)算符號(hào)為.*,./.^這些運(yùn)算符的公共特點(diǎn)是在算符前加上一個(gè)英文句號(hào)，以便與對(duì)應(yīng)的矩陣運(yùn)算相區(qū)別。設(shè)A與B為同階數(shù)的數(shù)組，k為常數(shù)，A+B，A-B，k*AA.*B,A./B,A.^n25精選2021版課件2.關(guān)系運(yùn)算與邏輯運(yùn)算關(guān)系運(yùn)算：等于：==，不等于：~=，小于：<，大于：>，小于等于：<=，大于等于：>=。邏輯運(yùn)算：與：&；或：|；非：~。關(guān)系運(yùn)算返回值為0或1如a=3>5，得a=026精選2021版課件例1.2已知數(shù)組A=[2,5,1,-2,7;0,3,-1,-2,4;0,0,5,8,8]，要求將A中大于4的元素減去2，小于0的元素加上1，其余元素不變構(gòu)成矩陣B。A=[2,5,1,-2,7;0,3,-1,-2,4;0,0,5,8,8]A=251-2703-1-2400588B=231-15030-1400366B=A+(-2)*(A>4)+(A<0)27精選2021版課件例1.3矩陣A=[2,6,1,-12,7;0,3,4,-5,4;1,0,5,8,9]，要求將A中能被3整除的元素保留其余元素不變構(gòu)成矩陣B。A=[2,6,1,-12,7;0,3,4,-5,4;1,0,5,8,9]A=261-127034-5410589B=060-1200300000009B=A.*(mod(A,3)==0)28精選2021版課件3.數(shù)組的集合運(yùn)算a=1:12;b=2:10;setdiff(a,b)（a與b的差集）得：1，11，12intersec