Matlab程序設(shè)計(jì)基本概念和運(yùn)算(41頁(yè))

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(duì)象及基本關(guān)系對(duì)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(hào)；第一線混合組成，不得包含空格、標(biāo)點(diǎn)和運(yùn)算符號(hào)；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(duì)應(yīng)對(duì)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(duì)應(yīng)對(duì)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(hào)括起來(lái)。所有字符串都用單引號(hào)括起來(lái)。 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(chǔ)存并區(qū)碼形式儲(chǔ)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(lái)表示和存儲(chǔ)的。來(lái)表示和存儲(chǔ)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(zhǎng)格式長(zhǎng)格式(Long)：1.33333333333333 0.00000123450000長(zhǎng)格式長(zhǎng)格式e方式方式(Long e)：1.33333333333333e+00 1.2345000000000e-06長(zhǎng)格式長(zhǎng)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(guò)變量編輯器可以直接觀察變量中的具通過(guò)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(lèi)型等出它們的大小、所占字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類(lèi)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(yǔ)句賦值語(yǔ)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(lái)表達(dá)式是用運(yùn)算符將有關(guān)運(yùn)算量連接起來(lái)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(yǔ)言中標(biāo)點(diǎn)的說(shuō)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(hào)運(yùn)算中的符號(hào)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(duì)矩陣或數(shù)組內(nèi)對(duì)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(wèn)二、矩陣的建立和訪問(wèn)創(chuàng)建規(guī)則創(chuàng)建規(guī)則(1) 所有元素用“ ”括起來(lái)；(2) 同行的不同元素用空格或“,”分割；(3) 行與行之

9、間用分號(hào)“;”或回車(chē)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(guò)通過(guò)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(guò)通過(guò)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(xiě)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(hào)生成向量利用冒號(hào)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(zhǎng)表示向量的步長(zhǎng) 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(chǔ)，中，矩陣元素按列存儲(chǔ)，先第一列，先第一列，再第二列，依次類(lèi)推再第二列，依次類(lèi)推。(1) 利用冒號(hào)表達(dá)式獲得子矩陣?yán)妹疤?hào)表達(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(lái)表示矩陣下標(biāo)，運(yùn)算符來(lái)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(lái)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(duì)值大于中絕對(duì)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(huà)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)