第2讲-MATLAB变量和数据操作课件.ppt
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- MATLAB 变量 数据 操作 课件
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1、第第2讲讲 变量和数据操作变量和数据操作2.1 变量与赋值变量与赋值2.2 内存变量的管理内存变量的管理2.3 MATLAB常用数学函数常用数学函数 2.4 MATLAB矩阵矩阵2.5 M文件文件2.1 变量与赋值变量与赋值2.1.1 变量命名变量命名u 以以字母开头字母开头u 后面可以跟后面可以跟 字母、数字字母、数字 和和 下划线下划线u 长度长度不超过不超过 63 个字符个字符(6.5 版本以前为版本以前为 19 个个)u 变量名变量名 区分字母的区分字母的 大小大小 写写2.1.2 赋值语句赋值语句 (1) 变量变量=表达式表达式 (2) 表达式表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量
2、连其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来的式子,其结果是一个矩阵。接起来的式子,其结果是一个矩阵。例例2-1 计算表达式的值,并显示计算结果。计算表达式的值,并显示计算结果。 在在MATLAB命令窗口输入命令:命令窗口输入命令: x=1+2i; y=3-sqrt(17); z=(cos(abs(x+y)-sin(78*pi/180)/(x+abs(y) 其中其中pi和和i都是都是MATLAB预先定义的变量,预先定义的变量,分别代表代表圆周率分别代表代表圆周率和虚数单位。和虚数单位。 输出结果是:输出结果是: z = -0.3488 + 0.3286i2.1.3 预定义变量预定义变量 在在MA
3、TLAB工作空间中,还驻留几个由工作空间中,还驻留几个由系统本身定义的变量。系统本身定义的变量。 例如,用例如,用 pi 表示圆周率表示圆周率的近似值,用的近似值,用 i,j 表示虚数单位。表示虚数单位。 预定义变量有特定的含义,在使用时,预定义变量有特定的含义,在使用时,应尽量避免对这些变量重新赋值。应尽量避免对这些变量重新赋值。2.2 内存变量的管理内存变量的管理2.2.1 内存变量的删除与修改内存变量的删除与修改 MATLAB 工作空间窗口专门用于内存工作空间窗口专门用于内存变量的管理。在工作空间窗口中可以显示所变量的管理。在工作空间窗口中可以显示所有内存变量的属性。有内存变量的属性。
4、当选中某些变量后,再单击当选中某些变量后,再单击 Delete按钮,按钮,就能删除这些变量。就能删除这些变量。 当选中某些变量后,再单击当选中某些变量后,再单击 Open 按钮,按钮,将进入变量编辑器。通过变量编辑器可以直将进入变量编辑器。通过变量编辑器可以直接观察变量中的具体元素,也可修改变量中接观察变量中的具体元素,也可修改变量中的具体元素。的具体元素。 clear命令用于删除命令用于删除MATLAB工作空间中工作空间中的变量。的变量。 who和和whos这两个命令用于显示在这两个命令用于显示在MATLAB工作空间中已经驻留的变量名清单。工作空间中已经驻留的变量名清单。 who命令只显示出
5、驻留变量的名称。命令只显示出驻留变量的名称。 whos在给出变量名的同时,还给出它们在给出变量名的同时,还给出它们的大小、所占字节数及数据类型等信息。的大小、所占字节数及数据类型等信息。2.2.2 内存变量文件内存变量文件 利用利用 MAT文件可以把当前文件可以把当前MATLAB工工作空间中的一些有用变量长久地保留下来,作空间中的一些有用变量长久地保留下来,扩展名是扩展名是 .mat。 MAT文件的生成和装入由文件的生成和装入由save和和load命命令来完成。常用格式为:令来完成。常用格式为: save 文件名文件名 变量名表变量名表 -append-ascii load 文件名文件名 变量
6、名表变量名表 -ascii 其中,文件名可以带路径,但不需带扩展其中,文件名可以带路径,但不需带扩展名名.mat,命令隐含一定对,命令隐含一定对.mat文件进行操作。文件进行操作。 变量名表中的变量个数不限,只要内存或变量名表中的变量个数不限,只要内存或文件中存在即可,变量名之间以空格分隔。当文件中存在即可,变量名之间以空格分隔。当变量名表省略时,保存或装入全部变量。变量名表省略时,保存或装入全部变量。 -ascii选项使文件以选项使文件以ASCII格式处理,省略格式处理,省略该选项时文件将以二进制格式处理。该选项时文件将以二进制格式处理。 save命令中的命令中的 append 选项控制将变
7、量追选项控制将变量追加到加到MAT文件中。文件中。2.2.3 数据的输出格式数据的输出格式 MATLAB 用十进制数表示一个常数,用十进制数表示一个常数,具体可采用日常记数法和科学记数法两种表具体可采用日常记数法和科学记数法两种表示方法。示方法。 在一般情况下,在一般情况下,MATLAB 内部每一个内部每一个数据元素都是用双精度数来表示和存储的。数据元素都是用双精度数来表示和存储的。 数据输出时用户可以用数据输出时用户可以用format命令设置命令设置或改变数据输出格式。或改变数据输出格式。format命令的格式为:命令的格式为: format 格式符格式符 其中格式符决定数据的输出格式其中格
8、式符决定数据的输出格式各种 format 格式格式解释例format短格式(缺省显示格式),同short3.1416format short短格式(缺省显示格式),只显示5位3.1416format short e短格式e方式(科学计数格式)3.1416e+000format long e长格式e方式3.141592653589793e+000format short g短格式g方式3.1416format long g长格式g方式3.14159265358979format compact压缩格式format loose自由格式format + / format bank / format
9、rat / format hex (详情查看联机帮助)2. 3 MATLAB常用数学函数常用数学函数 MATLAB 提供了许多数学函数,函数提供了许多数学函数,函数的自变量规定为矩阵变量,运算法则是将函的自变量规定为矩阵变量,运算法则是将函数逐项作用于矩阵的元素上,因而运算的结数逐项作用于矩阵的元素上,因而运算的结果是一个与自变量果是一个与自变量同维数同维数的矩阵。的矩阵。Matlab中常见数学函数sin、cos、tan、cot、sec、csc、asin、acos、atan、acot、asec、acsc、exp、log、log2、log10、sqrtabs、conj、real、imag、sig
10、nfix、floor、ceil、round、mod、remmax、min、sum、mean、sort、fftnorm、rank、det、inv、eig、lu、qr、svd 函数使用说明:函数使用说明: (1) 三角函数以弧度为单位计算。三角函数以弧度为单位计算。 (2) abs 函数可以求实数的绝对值、复数函数可以求实数的绝对值、复数的模、字符串的的模、字符串的ASCII码值。码值。 (3) 用于取整的函数有用于取整的函数有 fix、floor、ceil、round,要注意它们的区别。,要注意它们的区别。 (4) rem与与 mod函数的区别。函数的区别。rem(x,y)和和mod(x,y)
11、要求要求 x, y 必须为相同大小的实矩阵必须为相同大小的实矩阵或为标量。或为标量。q 系统预定义变量u pi 圆周率圆周率 ,其值为,其值为 imag(log(-1)u inf/Inf 无穷大无穷大 u nan/NaN Not-a-Number,一个不定值,如,一个不定值,如 0/0u eps 浮点运算相对精度浮点运算相对精度 q 特殊变量特殊变量 ansu i/j 虚部单位,即虚部单位,即1 应尽量避免给系统预定义变量重新赋值!应尽量避免给系统预定义变量重新赋值!2.3.2 MATLAB特殊变量表特殊变量表 2.4.1 向量与矩阵的生成u 向量的生成向量的生成 直接输入直接输入: a=1,
12、2,3,4 冒号冒号运运算符算符a=1:4 = = a=1, 2, 3, 4b=0:pi/3:pi = b=0, 1.0472, 2.0944, 3.1416c=6:-2:0 = c = 6, 4, 2, 0例例: 从矩阵中抽取行或列从矩阵中抽取行或列2.4 MATLAB矩阵矩阵q 向量与矩阵的生成(续)向量与矩阵运算u 矩阵的生成矩阵的生成 直接输入直接输入: A=1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9 由向量生成由向量生成 由函数生成由函数生成 通过编写通过编写m文件生成文件生成例例: x=1,2,3;y=2,3,4; A=x,y, B=x;y例例: C=magic(3)常见矩
13、阵生成函数zeros(m,n)生成一个生成一个 m 行行 n 列的零矩阵,列的零矩阵,m=n 时可简写为时可简写为 zeros(n)ones(m,n)生成一个生成一个 m 行行 n 列的元素全为列的元素全为 1 的矩阵的矩阵, m=n 时可写为时可写为 ones(n)eye(m,n)生成一个主对角线全为生成一个主对角线全为 1 的的 m 行行 n 列矩阵列矩阵, m=n 时可简写为时可简写为 eye(n),即为,即为 n 维单位矩阵维单位矩阵diag(X)若若 X 是矩阵,则是矩阵,则 diag(X) 为为 X 的主对角线向量的主对角线向量若若 X 是向量,是向量,diag(X) 产生以产生以
14、 X 为主对角线的对角矩阵为主对角线的对角矩阵tril(A)提取一个矩阵的下三角部分提取一个矩阵的下三角部分Atriu()提取一个矩阵的上三角部分提取一个矩阵的上三角部分rand(m,n)产生产生 01 间均匀分布的随机矩阵间均匀分布的随机矩阵 m=n 时简写为时简写为 rand(n)randn(m,n)产生均值为产生均值为0,方差为,方差为1的标准正态分布随机矩阵的标准正态分布随机矩阵m=n 时简写为时简写为 randn(n)2.4.2 矩阵的拆分矩阵的拆分1. 矩阵元素矩阵元素 通过下标引用矩阵的元素,例通过下标引用矩阵的元素,例 A(3,2)=200 采用矩阵元素的序号来引用矩阵元素。采
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