MATLAB語(yǔ)言入門基礎(chǔ)

1、http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇應(yīng)自爐應(yīng)自爐五邑大學(xué)信息學(xué)院五邑大學(xué)信息學(xué)院20072007年年http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇2.1 MATLAB 基本數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型2.2 變量、常量與賦值語(yǔ)句結(jié)構(gòu)變量、常量與賦值語(yǔ)句結(jié)構(gòu)2.3 矩陣的矩陣的 MATLAB 表示表示2.4 多維數(shù)組的定義多維數(shù)組的定義2.5 字符串變量及其處理字符串變量及其處理2.6 稀疏矩陣稀疏矩陣2.7 矩陣的基本運(yùn)算矩陣的基本運(yùn)算2.8 綜合例子與練習(xí)題綜合例子與練習(xí)題http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇MATLAB 基本數(shù)據(jù)類型為雙精度浮點(diǎn)數(shù)的矩陣，在基本

2、數(shù)據(jù)類型為雙精度浮點(diǎn)數(shù)的矩陣，在4.2版本及之前版本，只有這一數(shù)據(jù)類型，但從版本及之前版本，只有這一數(shù)據(jù)類型，但從5.0后增加了許多其它數(shù)據(jù)類型，主要有后增加了許多其它數(shù)據(jù)類型，主要有charcharacter array (string).cellcell array.structstructure arraysinglesingle precisionuint8unsigned 8-bit integeruint16unsigned 16-bit integer.uint32unsigned 32-bit 8signed 8-bit 16sign

3、ed 16-bit 32signed 32-bit integer.http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇MATLAB 變量的命名規(guī)則和其它語(yǔ)言的類似，區(qū)分大小變量的命名規(guī)則和其它語(yǔ)言的類似，區(qū)分大小寫(xiě)，基本變量類型為矩陣，不用定義維數(shù)寫(xiě)，基本變量類型為矩陣，不用定義維數(shù)直接賦值語(yǔ)句直接賦值語(yǔ)句 變量變量 賦值表達(dá)式賦值表達(dá)式 例：例： a=5函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句 返回變量列表返回變量列表 函數(shù)名（輸入變量列表）函數(shù)名（輸入變量列表） 例：例： a=ones(10,100); m,n=size(a)http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇MA

4、TLAB 語(yǔ)言中還為特定常數(shù)保留了一些名稱，而這些語(yǔ)言中還為特定常數(shù)保留了一些名稱，而這些常量都可以重新賦值，但建議避免這樣做。常量都可以重新賦值，但建議避免這樣做。ans命令窗最近一次命令的結(jié)果命令窗最近一次命令的結(jié)果eps機(jī)器的浮點(diǎn)誤差限機(jī)器的浮點(diǎn)誤差限2.2204e-016i 和和 j純單位虛數(shù)純單位虛數(shù)inf無(wú)窮大無(wú)窮大NaN不定式，如不定式，如00pi圓周率的雙精度浮點(diǎn)表示圓周率的雙精度浮點(diǎn)表示 3.1416lasterr最新一次的錯(cuò)誤信息最新一次的錯(cuò)誤信息lastwarn最新一次的警告信息最新一次的警告信息http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇在在 MATLAB 中表

5、示矩陣是非中表示矩陣是非常方便靈活的，如輸入矩陣常方便靈活的，如輸入矩陣987654321在在 MATLAB 命令窗中輸入命令窗中輸入下面語(yǔ)句：下面語(yǔ)句： a=1 2 3;4 5 6;7 8 9a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9左邊語(yǔ)句在工作區(qū)中建立了變量左邊語(yǔ)句在工作區(qū)中建立了變量 a ，語(yǔ)句的末尾沒(méi)有分號(hào)，顯示，語(yǔ)句的末尾沒(méi)有分號(hào)，顯示結(jié)果，否則不顯示結(jié)果，如下面結(jié)果，否則不顯示結(jié)果，如下面語(yǔ)句語(yǔ)句 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9; http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇下面語(yǔ)句輸入行向量和列向量下面語(yǔ)句輸入行向量和列向量 b=3 5 2 4 7b = 3 5

6、 2 4 7 c=1;3;6;9;3c = 1 3 6 9 3由已知矩陣獲得新的矩陣由已知矩陣獲得新的矩陣 bb=b;2*b;1 2 3 4 5bb = 3 5 2 4 7 6 10 4 8 14 1 2 3 4 5 cc=c,2*c,1;3;5;7;9cc = 1 2 1 3 6 3 6 12 5 9 18 7 3 6 9http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇訪問(wèn)矩陣的某一個(gè)元素訪問(wèn)矩陣的某一個(gè)元素（第二行第三列）（第二行第三列）設(shè)矩陣設(shè)矩陣 a 為為 a=magic(3)a = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 a(2,3)ans = 7提取提取 a 矩陣的子矩陣矩陣的子矩

7、陣 aa=a(1,3,2,3)aa = 1 6 9 2提取提取 a 矩陣的某一些行矩陣的某一些行 a(1,3,:)ans = 8 1 6 4 9 2提取提取 a 矩陣的某一些列矩陣的某一些列 a(:,2,3)ans = 1 6 5 7 9 2http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇修改矩陣的某一個(gè)元素修改矩陣的某一個(gè)元素設(shè)矩陣設(shè)矩陣 a 為為 a=magic(3)a = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 a(2,3)=4a = 8 1 6 3 5 4 4 9 2修改矩陣的一些元修改矩陣的一些元素，注意維數(shù)的大素，注意維數(shù)的大小要相同小要相同冒號(hào)表達(dá)式冒號(hào)表達(dá)式 a(1,:)=2

8、3 4a = 2 3 4 3 5 7 4 9 2 b=1:3:20b = 1 4 7 10 13 16 19http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇除了標(biāo)準(zhǔn)的二維矩陣外，除了標(biāo)準(zhǔn)的二維矩陣外，MATLAB從從5.0開(kāi)始定義三維或多開(kāi)始定義三維或多維數(shù)組，三維數(shù)組如圖所示維數(shù)組，三維數(shù)組如圖所示1A2AmAhttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇以下語(yǔ)句定義一個(gè)三維數(shù)組或矩陣以下語(yǔ)句定義一個(gè)三維數(shù)組或矩陣 a1=magic(3);a2=a1;a3=a1-a2; a4(:,:,1)=a1;a4(:,:,2)=a2;a4(:,:,3)=a3a4(:,:,1) = 8 1 6

9、3 5 7 4 9 2a4(:,:,2) = 8 3 4 1 5 9 6 7 2a4(:,:,3) = 0 -2 2 2 0 -2 -2 2 0http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇MATLAB提供了另一個(gè)函數(shù)提供了另一個(gè)函數(shù) cat 函數(shù)來(lái)構(gòu)造多維數(shù)組函數(shù)來(lái)構(gòu)造多維數(shù)組B = cat(n,A1,A2,A3,A4,.) 沿著第沿著第 n 維方向連接矩陣維方向連接矩陣A1,A2,A3,A4,. a1=magic(3);a2=pascal(3);a3=a1+a2; a4=cat(1,a1,a2,a3)a4 = 8 1 63 5 74 9 21 1 11 2 31 3 69 2 74

10、7 105 12 8 a5=cat(2,a1,a2,a3)a5 = 8 1 6 1 1 1 9 2 73 5 7 1 2 3 4 7 10 4 9 2 1 3 6 5 12 8http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇cat 函數(shù)的另一個(gè)例子函數(shù)的另一個(gè)例子 a = magic(3); b = pascal(3); c = cat(4,a,b)c(:,:,1,1) = 8 1 6 3 5 7 4 9 2c(:,:,1,2) = 1 1 1 1 2 3 1 3 6size 函數(shù)用來(lái)求的矩陣的維數(shù)大小函數(shù)用來(lái)求的矩陣的維數(shù)大小 size(c)ans = 3 3 1 2length 函數(shù)用

11、來(lái)求矩陣各維的最大值函數(shù)用來(lái)求矩陣各維的最大值 length(c)ans = 3http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇MATLAB 字符串由單引號(hào)括起來(lái)定義，例如字符串由單引號(hào)括起來(lái)定義，例如 a=This is a string arraya =This is a string array字符串可由如下方式連接起來(lái)字符串可由如下方式連接起來(lái) a=This is ; b=an example ; c=for strings.; d=a b cd =This is an example for strings.http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇字符串比較字符串比較

12、 strcmp(s1,s2)當(dāng)字符串當(dāng)字符串 s1 和和 s2 完全相同時(shí)，函數(shù)返回完全相同時(shí)，函數(shù)返回 1，否則返回，否則返回 0. a=hello; b=hello; c=hellp; strcmp(a,b), strcmp(b,c)ans = 1ans = 0字符串查找字符串查找 findstr(s1,s2)該函數(shù)返回較短一個(gè)字符串在另一個(gè)字符串中出現(xiàn)的下標(biāo)位置。若該該函數(shù)返回較短一個(gè)字符串在另一個(gè)字符串中出現(xiàn)的下標(biāo)位置。若該字符串不另一個(gè)字符串中出現(xiàn)，則返回一個(gè)空矩陣。字符串不另一個(gè)字符串中出現(xiàn)，則返回一個(gè)空矩陣。 findstr(a,lo), findstr(c,lo)ans = 4

13、ans = http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇其他字符串函數(shù)其他字符串函數(shù)字符串替換字符串替換 str = strrep(s1, s2, s3) 獲得字符串長(zhǎng)度獲得字符串長(zhǎng)度 k = length(str) 刪除字符串尾部的空格刪除字符串尾部的空格 deblank(str) 字符串與雙精度數(shù)的相互轉(zhuǎn)換字符串與雙精度數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 d = double(str), str = char(d) 將矩陣變換成字符串表示將矩陣變換成字符串表示 mat2str ( A ) http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇稀疏矩陣是一種特殊的矩陣，它的大部分元素都為零，只有少稀疏矩陣是

14、一種特殊的矩陣，它的大部分元素都為零，只有少部分元素為非零，例如一個(gè)很大的單位矩陣。部分元素為非零，例如一個(gè)很大的單位矩陣。在在 MATLAB 中稀疏矩陣中一個(gè)元素占中稀疏矩陣中一個(gè)元素占 16 個(gè)字節(jié)的空間，個(gè)字節(jié)的空間，8個(gè)個(gè)字節(jié)表示該元素的值，用另兩個(gè)字節(jié)表示該元素的值，用另兩個(gè)4字節(jié)的整數(shù)表示其行列的值。字節(jié)的整數(shù)表示其行列的值。下面例子產(chǎn)生一個(gè)下面例子產(chǎn)生一個(gè) 100 X 100 的單位矩陣，用稀疏矩陣表示的單位矩陣，用稀疏矩陣表示 a=speye(100)a = (1,1) 1 (2,2) 1 (3,3) 1 (100,100) 1 b=eye(100); whos Name Si

15、ze Bytes Class a 100 x100 1604 sparse array b 100 x100 80000 double arrayhttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇變量類型測(cè)試變量類型測(cè)試k = iscell(C) TF = isnan(A)k = iscellstr(S) k = isnumeric(A)k = ischar(S) k = isobject(A)k = isempty(A) TF = isprime(A)k = isequal(A,B,.) k = isreal(A)k = isfield(S,field) TF = isspace(str)

16、TF = isfinite(A) k = issparse(S)k = isglobal(NAME) k = isstruct(S)TF = isinf(A) k = isstudentTF = isletter(str) k = isunixk = islogical(A)http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣的矩陣的 Hermit轉(zhuǎn)置轉(zhuǎn)置 a=round(sqrt(10*rand(3,3)-5)+1+j), b=aa = 2.0000 + 1.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 +

17、 3.0000i 1.0000 + 3.0000i 2.0000 + 1.0000i 1.0000 + 3.0000i 1.0000 + 2.0000ib = 2.0000 - 1.0000i 1.0000 - 2.0000i 2.0000 - 1.0000i 1.0000 - 2.0000i 1.0000 - 3.0000i 1.0000 - 3.0000i 1.0000 - 2.0000i 1.0000 - 3.0000i 1.0000 - 2.0000ihttp:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣加減法，矩陣必須相同維數(shù)矩陣加減法，矩陣必須相同維數(shù) a=magic(3);b=

18、pascal(3);c=a+b;d=b-a; a b c dans = 8 1 6 1 1 1 9 2 7 -7 0 -5 3 5 7 1 2 3 4 7 10 -2 -3 -4 4 9 2 1 3 6 5 12 8 -3 -6 4http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣乘法，兩相乘的矩陣維數(shù)必須相容矩陣乘法，兩相乘的矩陣維數(shù)必須相容 a=2 5 3,b=1 3;2 4;3 1,c=a*ba = 2 5 3b = 1 3 2 4 3 1c = 21 29http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣左除矩陣左除 矩陣左除矩陣左除 AB 表示由表示由Gauss消去法獲得

19、線性方程消去法獲得線性方程 AX=B 的的解解 X。亦即。亦即 XA1B。如果矩陣。如果矩陣 A 不是方陣，這是將使不是方陣，這是將使用作小二乘解法求取用作小二乘解法求取AX=B 的解的解 X。 a=2 4 3 5;1 4 5 2,b=3;2,c=aba = 2 4 3 5 1 4 5 2b = 3 2c = 0 0 0.2105 0.4737http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣右除矩陣右除 矩陣右除矩陣右除 B/A 表示線性方程表示線性方程 XA=B 的解的解 X。矩陣。矩陣 A 為非為非奇異矩陣時(shí)奇異矩陣時(shí) B/A 為為 BA1，更精確地有，更精確地有 B/A = (A

20、B)。 a=magic(3), b=2 3 1, b/aa = 8 1 6 3 5 7 4 9 2b = 2 3 1ans = 0.0917 -0.0333 0.3417http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣翻轉(zhuǎn)矩陣翻轉(zhuǎn) fliplr(A) , flipud(A), rot90(A) a=magic(4)a = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1 b=fliplr(a);c=flipud(a);d=rot90(a); b c dans = 13 3 2 16 4 14 15 1 13 8 12 1 8 10 11 5 9 7 6 12

21、 3 10 6 15 12 6 7 9 5 11 10 8 2 11 7 14 1 15 14 4 16 2 3 13 16 5 9 4http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣乘方矩陣乘方 a=magic(3), b=a3a = 8 1 6 3 5 7 4 9 2b = 1197 1029 1149 1077 1125 1173 1101 1221 1053http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇點(diǎn)運(yùn)算點(diǎn)運(yùn)算矩陣點(diǎn)運(yùn)算即對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算，有時(shí)稱為數(shù)組運(yùn)算。矩陣點(diǎn)運(yùn)算即對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算，有時(shí)稱為數(shù)組運(yùn)算。 a=magic(3);b=pascal(3); a ban

22、s = 8 1 6 1 1 1 3 5 7 1 2 3 4 9 2 1 3 6 c=a.*b;d=a./b;e=a.3;c d eans =8.0000 1.0000 6.0000 8.0000 1.0000 6.0000 512.0000 1.0000 216.0000 3.0000 10.0000 21.0000 3.0000 2.5000 2.3333 27.0000 125.0000 343.00004.0000 27.0000 12.0000 4.0000 3.0000 0.3333 64.0000 729.0000 8.0000http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇點(diǎn)

23、運(yùn)算點(diǎn)運(yùn)算矩陣的點(diǎn)運(yùn)算或數(shù)組運(yùn)算應(yīng)用很普遍，矩陣的點(diǎn)運(yùn)算或數(shù)組運(yùn)算應(yīng)用很普遍，例如已知例如已知 x 為一向量，計(jì)算為一向量，計(jì)算 y=f(x) 在在 x 對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的值，對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的值，這是這是 f(x) 中的運(yùn)算都必須是點(diǎn)運(yùn)算。中的運(yùn)算都必須是點(diǎn)運(yùn)算。例如：例如： 12sin8cossin25xxexxxfx x=0:0.01:1; y=(sin(x).*cos(x).*exp(-5*x)+8)./(sin(2*pi*x)+x.2+1); plot(x,y)http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣的邏輯運(yùn)算矩陣的邏輯運(yùn)算邏輯與邏輯與 或或 and(A, B)邏輯或邏輯或 或或 or(A, B)邏輯非邏輯非 或或 not(A)邏輯異或邏輯異或 xor(A, B)矩陣的邏輯運(yùn)算都是對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算或其中一個(gè)為標(biāo)矩陣的邏輯運(yùn)算都是對(duì)應(yīng)元素之間的運(yùn)算或其中一個(gè)為標(biāo)量，結(jié)果為同維數(shù)的矩陣，由量，結(jié)果為同維數(shù)的矩陣，由 0 和和 1 組成。組成。http:/ 電子發(fā)燒友 http:/ 電子技術(shù)論壇矩陣的比較關(guān)系矩陣的比較關(guān)系矩陣的比較關(guān)系都是對(duì)應(yīng)元素之間的比較關(guān)系或其中一個(gè)矩陣的比較關(guān)系都是對(duì)應(yīng)元素之間的比較關(guān)系或其中一個(gè)為標(biāo)量，結(jié)果為同維數(shù)的矩陣，由為標(biāo)量，結(jié)果為同維數(shù)的矩陣，由 0 和和 1 組成。比較結(jié)果組成。比較結(jié)果為真取為真取 1，比較結(jié)果為假取，比較結(jié)果為假取 0