Matlab變量及數(shù)據(jù)類型.ppt

1、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),Matlab 數(shù)據(jù)類型,Matlab的變量及其賦值,1 變量及其賦值,變量是任何程序設(shè)計(jì)語言的基本元素之一。,Matlab 并不要求對(duì)所使用的變量進(jìn)行事先聲明，也不需要指定變量類型，Matlab 會(huì)自動(dòng)根據(jù)所賦予變量的值或?qū)ψ兞克M(jìn)行的操作來確定變量的類型。,在賦值過程中，如果變量已經(jīng)存在，Matlab 會(huì)用新值代替舊值，并以新的變量類型代替舊的變量類型。,1.1 變量命名規(guī)則,變量名的第一個(gè)字母必須是英文字母，最多可包含31個(gè)字符，英文、數(shù)字和下劃線。如：myvar201合法。,變量名中不得含空格、標(biāo)點(diǎn)，但可以有下連符號(hào)。如:變量名my_var_201合法的，且讀起來更方便。而my

2、,var201不合法。,變量名是對(duì)字母大小寫敏感的。如:變量myvar和MyVar是不同變量。sin是MATLAB定義的正弦名，但SIN、Sin等都不是。,1.2 矩陣及其元素的賦值,賦值就是把數(shù)賦予代表常量或變量的標(biāo)識(shí)符。在MATLAB中,變量都代表矩陣。列矢量可被當(dāng)作只有一列的矩陣；行矢量也可被當(dāng)作只有一個(gè)行的矩陣；標(biāo)量應(yīng)看作11階的矩陣。 賦值語句的一般形式為： 變量表達(dá)式（或數(shù)）,1賦值要求 在輸入矩陣時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)則： 整個(gè)矩陣的值應(yīng)放在方括號(hào) 中； 同一行中各元素之間以逗號(hào)“ ，”或空格“ ”分開； 不同行的元素以分號(hào)“ ；”隔開。,向量與矩陣的生成,向量的生成,直接輸入: a=

3、1,2,3,4,冒號(hào)運(yùn)算符,注：冒號(hào)表達(dá)式可以產(chǎn)生一個(gè)行向量，一般格式是： e1:e2:e3其中e1為初始值，e2為步長，e3為終止值。,向量與矩陣的生成（續(xù)）,矩陣的生成,直接輸入: A=1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9,由向量生成,由函數(shù)生成,例： x=1,2,3;y=2,3,4;, A=x,y, B=x;y,例： C=magic(3),在MATLAB中，變量的元素（即矩陣元）用圓括號(hào)“（）”中的 數(shù)字（也稱為下標(biāo)）來注明，一維矩陣（也稱數(shù)組）中的元素用 一個(gè)下標(biāo)表示，二維矩陣由兩個(gè)下標(biāo)數(shù)構(gòu)成，以逗號(hào)分開。,3賦值技巧,(1) 利用冒號(hào)“ ：”給全行的元素賦值,(2) 利

4、用行、列標(biāo)注構(gòu)成新的矩陣,4特殊矩陣和數(shù)組,(1)單位矩陣函數(shù)eye() 函數(shù)功能：產(chǎn)生對(duì)主角線元素為1，其它元素為0的單位矩陣。 eye()的調(diào)用格式如下： A=eye(n) 返回一個(gè)nn階單位矩陣； A=eye(m , n)返回一個(gè)mn階單位矩陣，或A=eye(m , n)；,2變量的元素的標(biāo)注,(2) zeros函數(shù)、ones函數(shù)、rand以及randn函數(shù),A=zeros(n) 返回一個(gè)nn階零矩陣； A=zeros(m , n) 返回一個(gè)mn階零矩陣；,(3)linspace函數(shù)和logspace函數(shù) linspace：線性向量生成函數(shù)。產(chǎn)生指定長度的等差數(shù)列，調(diào)用格式及其功能如下：

5、 y=linspace(a,b)：生成一個(gè)首尾分別為a和b的100個(gè)數(shù)（包含a、b）的行向量。 y=linspace(a,b)：生成一個(gè)首尾分別為a和b的n個(gè)數(shù)（包含a、b）的行向量。,(3)linspace函數(shù)和logspace函數(shù) logspace:對(duì)數(shù)等差數(shù)列生成函數(shù)。產(chǎn)生指定長度的對(duì)數(shù)等距數(shù)列，調(diào)用格式及其功能如下： y=logspace(a,b) 在10a,10b區(qū)間生成50個(gè)差值相等的數(shù)，并返回50個(gè)數(shù)以10為底的冪組成的行向量。 y=logspace(a,b,n) 在10a,10b區(qū)間生成n個(gè)差值相等的數(shù)，并返回n個(gè)數(shù)以10為底的冪組成的行向量。 y=logspace(a,pi)

6、 在10a,pi區(qū)間生成50個(gè)差值相等的數(shù)，并返回50個(gè)數(shù)以10為底的冪組成的行向量,常用于數(shù)字信號(hào)處理。,【例】 調(diào)用linspace函數(shù)，生成一個(gè)首尾分別為0和100 ， 包含100個(gè)數(shù)的等差數(shù)列。,linspace(1,100),5MATLAB內(nèi)部特殊變量和常數(shù),變量ans：臨時(shí)變量，通常指示當(dāng)前的答案。 常數(shù)eps：表示浮點(diǎn)相對(duì)精度；其值是從1.0到下一個(gè)最大浮點(diǎn)數(shù)之間的差值。變量值作為一些MATLAB函數(shù)計(jì)算的相對(duì)浮點(diǎn)精度，按IEEE標(biāo)準(zhǔn)，esp= 2-52近似為2.2204e-016。 常數(shù)realmax：表示最大正浮點(diǎn)數(shù)；任何大于該值的運(yùn)算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式的機(jī)器

7、上，realmax略小于21024 ，近似為1.7977e+308。,常數(shù)realmin：表示最小正浮點(diǎn)數(shù)；任何小于該值的運(yùn)算都溢出。在具有IEEE標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式的機(jī)器上，realmin略小于2-1024 ，近似為2.2251e-308。,常數(shù)pi：表示圓周率 =3.1415926535897.。表達(dá)式4*atan(1)和imag(log(-1)產(chǎn)生相同的值。 常數(shù)Inf：代表正無窮大，一般被0除或溢出則產(chǎn)生無窮大結(jié)果。如2/0，210000均產(chǎn)生結(jié)果：Inf；而log(0)產(chǎn)生結(jié)果：-Inf。 虛數(shù)單位i，j：表示復(fù)數(shù)虛部單位，相當(dāng)于 。 NaN：表示非數(shù)值。如當(dāng)Inf-Inf，Inf/Inf

8、， 0*Inf，0/0均產(chǎn)生該結(jié)果。,數(shù)值類型包括有符號(hào)整數(shù)類型、無符號(hào)整數(shù)類型、單精度浮點(diǎn)類型和雙精度浮點(diǎn)類型，如圖所示。,6復(fù)數(shù)的賦值方式 MATLAB的每一個(gè)元素都可以是復(fù)數(shù)，實(shí)數(shù)是復(fù)數(shù)的特例。復(fù)數(shù)的虛數(shù)部分用i或j表示。對(duì)復(fù)數(shù)矩陣有兩種賦值方法： (1)可將矩陣元逐個(gè)賦予復(fù)數(shù) (2)將矩陣的實(shí)部和虛部分別賦值：,7變量檢查 在程序調(diào)試或變量的賦值過程，往往需要檢查工作空間中的變量、變量的階數(shù)以及變量賦值內(nèi)容。在檢查變量及其階數(shù)等內(nèi)容時(shí)，既可用工作空間窗口，也可在命令窗口使用who或whos命令來完成檢查。當(dāng)查看某變量的賦值情況，可在命令窗口直接鍵入該變量名回車即可。,WHO lists

9、 the variables in the current workspace. who Your variables are: A ans b WHOS lists more information about each variable.,2 運(yùn)算符與復(fù)數(shù)運(yùn)算,算術(shù)運(yùn)算符：進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。 關(guān)系運(yùn)算符：比較兩個(gè)操作數(shù)的大小。 邏輯運(yùn)算符：進(jìn)行邏輯運(yùn)算。,2.1 算術(shù)運(yùn)算符,(1)矩陣加減法“”：AB 功能：兩矩陣對(duì)應(yīng)元素相加減。因此，A和B兩矩陣必須有相同的大小，或其中之一為標(biāo)量，標(biāo)量可以與任意大小的矩陣相加。 (2)矩陣相乘“*”：A*B 功能：C =A*B為兩矩陣線性代數(shù)的乘積，即,(3

10、) 矩陣元素按位相乘“.*”：A.*B 功能：矩陣A和B的對(duì)應(yīng)元素相乘；因此，A和B必須大小相同，或其中之一為標(biāo)量。 (4)矩陣右除“B/A”與左除“AB” 如果A為一非奇異矩陣，則B/A與AB可通過A的逆矩陣與B矩陣得到：B/A=B*inv(A)； AB=inv(A)*B。,(8) 矩陣轉(zhuǎn)置“ ” A表示矩陣A的線性代數(shù)轉(zhuǎn)置。對(duì)于復(fù)矩陣，表示復(fù)共軛轉(zhuǎn)置。 (9) 非共軛轉(zhuǎn)置“ . ” A.表示非共軛轉(zhuǎn)置；對(duì)于復(fù)矩陣，不包括共軛。 (10)冒號(hào)操作符“：” 冒號(hào)是一個(gè)非常有用的操作符；可以產(chǎn)生向量、數(shù)組下標(biāo)以及for循環(huán)。,2.2 關(guān)系操作符,關(guān)系運(yùn)算是指兩個(gè)元素之間數(shù)值的比較。MATLAB所提供的 關(guān)系操作符如表所示。,比較大小，如果結(jié)論是 真 ,返回 1 ，否則返回 0,注意 = 與 = 的區(qū)別,關(guān)系操作符能用來比較兩個(gè)同樣大小的數(shù)組，或用來比較一個(gè)數(shù)組和一個(gè)標(biāo)量，在后一種情況，標(biāo)量和數(shù)組中的每一個(gè)元素相比較，比較結(jié)果與數(shù)組大小一樣。,例：,關(guān)系運(yùn)算舉例, 2+2=4, 23, A=1 3 5; 2 0 6; B=3 1 0; 2 4 6; A=B, x=5 0; 4 2; x