matlab基础知识Word

　　回顾

　　当变量初始化时，MATLAB将会自动建立变量。有三种 方式初始化MATLAB中的变量： 1.用赋值语句初始化变量 2.用input函数从键盘输入初始化变量 3.从文件读取一个数据 用捷径表达式来赋值 first:incr:last first代表数组的第一个值，incr代表步增量，last代表这 个数组的最后一个值。如果步增量为1,那么步增量可省 略，而变成了first:last格式。第1页

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　　简单的数学运算(1/6)

　　最简单的计算器使用法– 直接输入法 (在命令窗口中直接输入数学表达式) – 存储变量法

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　　例 变量a,b,c,d初始化如下 a = 3; b = 2; c = 5; d = 3; 计算如下的MATLAB的赋值语句 (a) output = a*b+c*d; (b) output = a*(b+c)*d; (c) output = (a*b)+(c*d); (d) output = a^b^d; (e) output = a^(b^d);

　　正如我们看到的，运算的顺序对一个代数表达式的最终值产生重大的影响。 将程序中的每个表达式尽量写清楚，这是十分重要的。编写的程序不仅要能够计算出所要求的值来， 在需要的时侯，还要考虑它的可维护性。你应当经常问自己“六个月后我能看得懂我现在编的程 序吗？其他的程序员看到我的代码，他能迅速的理解吗？”。如果在你的心中有所疑虑，那就用 更多的括号使之更加清晰。 好的编程习惯 在需要的时侯用括号使用表达式更加清晰和易于理解。 如果在一个表达式中用到括号，那么括号必须平衡。也就是说，左括号数与右括号数

　　相等。如果 两者数目不相同，那么将会导致错误的产生。这种错误经常在输入过程中发生，当MATLAB编译器 在执行这个命令时被发现。例如 (2+4) /2) 在执行时将会出现一个错误。2016年4月6日 第6页

　　简单的数学运算(3/6)

　　MATLAB中的常用数学函数MATLAB提供的基本初等函数包括三角函数、 指数函数和对数函数、复数函数、取整和求余 函数、坐标变换函数、数理函数和一些特殊函 数(p14-p16)。

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　　常见的MATLAB函数函数 数学函数 abs(x) acos(x) angle(x) asin(x) atan(x) atan2(y,x) cos(x) exp(x) log(x) [value,index]=max(x) [value,index]=min(x) mod(x,y) sin(x) sqrt(x) tan(x) rounding(取整)函数 ceil(x) fix(x) 描述 计算x的绝对值 计算x的反余弦函数 计算复数x的幅角 计算x的反正弦函数值 计算x的反正切函数值 tan-1(y/x) cosx ex logex 返回x中的最大值，和它所处的位置 返回x中的最小值，和它所处的位置 余数 sinx x的平方根 tanx fix(x):ceil(x):向右取整 向0取整(也可以理解为向中间取整)

　　round(x) floor(x)字符转换函数 char(x) double(x) int2str(x) num2str(x) str2num(x)

　　四舍五入函数 向左取整将矩阵中的数转化为字符,矩阵中的元素就不大于127 将子符串转化为矩阵 将整数x转化为字符串形式 将带小数点的数转化为一个字符型数组 将字符串转化为数

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　　许多MATLAB函数定义了一个或多个标量输入，产生一个输出。例 如，语句y=sin(x)计算了x的正弦，并将结果存储到y变量中。如果这 些函数接受了输入值构成的数组，那么MATLAB将一一计算出每个 元素所对应的值。例子，假设 x=[0 pi/2 3*pi/2 2*pi] 那么语句 y=sin(x) 将会产生y=[0 1 -1 -0].

　　注意与大多数的计算语言不同,许多的MATLAB函数能够正确计算出复数结果.matlab自动计算 出正确的结果,尽管其结果可能是虚数和复数.例如,在C和Fortan语言中运行函数sqrt(-2)时将会 出现运行时错误.相反地,MATLAB将会产生虚部答案. sqrt(-2) ans = 0 + 1.4142i2016年4月6日 第11页

　　初学者往往混淆数组运算和矩阵运算 .在一些情况下 ,两者相互替换会 导致非法操作, MATLAB将会报告产生了错误。在另一些情况下，两 种运算

　　都是合法的，那么这时 MATLAB 进行错误的运算，并产生错 误的结果。当我们进行方阵运算时，极易产生这样的错误。两个方阵 具有相同的大小，两者之间的数组运算和矩阵运算都是合法的，但产 生的结果完全不同。在这种情况下，你要万分的小心。

　　常见编程错误 在你的 MATLAB 代码中，仔细区分数组运算和矩 阵运算。数组乘法和矩阵乘法极易混淆。

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　　因为左除运算AB等价于inv(A)*B,所以左除运算是解线性方程的好 方法。 a11 x1 a12 x2 a13 x3 b1a21 x1 a22 x2 a23 x3 b2 a31 x1 a32 x2 a33 x3 b3

　　可以写成 a11 A a21 a31 a12 a22 a32

　　Ax B b1 a13 x1 a23 , B b2 和 x x2 b3 a33 x3

　　1 式的结果可以用线性代数的知识来解决。结果是 x A B

　　因为左除运算AB等价于inv(A)*B,所以左除运算 是解线性方程的好方法。

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　　简单的数学运算(6/6)分号(;) 分号用于区分数组的行，或者用于一个语 句的结尾处，取消运行显示。 百分号(%) 该符号用于在程序文本中添加注释，增加 程序的可读性。百分号之后的文本都将视 作注释，系统不对其进行编译。 2016年4月6日 第22页

　　常用的操作命令和快捷键(1/3)

　　为方便用户操作，MATLAB 中定义了一些 快捷键。掌握一些常用的操作命令和快捷 键，可以使得对 MATLAB 的操作更加便利。

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　　常用的操作命令和快捷键(3/3) 快捷键 功能 常用的操作快捷键 ↑(Ctrl + p) ↓(Ctrl + n) ←(Ctrl + b) 调用上一行 调用下一行 光标左移一个字符 快捷键 Home(ctrl+a) End(ctrl+e) Ctrl + Home 功能 移动到命令行开头 移动到命令行结尾 移动到命令窗口顶部

　　→(Ctrl + f)Ctrl + ← Ctrl + → Esc

　　光标右移一个字符光标左移一个单词 光标右移一个单词 取消当前输入行

　　Ctrl + EndShift + Home Shift + End Ctrl + k

　　移动到命令窗口底部选中光标和表达式开头 之间的内容 选中光标和表达式结尾 之间的内容 剪切光标和表达式结尾 之间的内容 第26页

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　　整数运算(1/2)

　　运算：类型相同的整数之间可以进行运算，返回 相同类型的结果。在进行加、减和乘法运算时比 较简单，在进行除法运算时稍微复杂一些，因为 在多精度情况下，整数的除法不一定能得到整数 的结果。在进行除法时，MATLAB 首先将两个数 视为双精度类型进行运算，然后将结果转化为相 应的整形数据。 MATLAB 中不允许进行不同整数类型之间的运算。

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　　例2-10 整型数据类型的定义 x=int8(40); y=int16(20); z=x+y

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　　浮点数(2/2)

　　例 2-12 单精度和双精度数据类型的取值范围和精度 realmin('single') ans = 1.1755e-038 realmax('single') ans = 3.4028e+038 eps(‘single’) 可以返回某一个数的最小浮点数精度 ans = 1.1921e-007 realmin('double') ans = 2.2251e-308 realmax('double') ans = 1.7977e+308 eps('double') ans = 2.2204e-016

　　创建单精度类型的变量时需要声明变量类型，与创建整型变量类似。单精度数据类型的数据进行运 算时，返回值为单精度。

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　　复数

　　complex 函数的调用方法如下。– c = complex(a,b),返回结果 c 为复数，其实部为 a, 虚部为 b。输入参数 a 和 b 可以为标量，或者维数、 大小相同的向量、矩阵或者多维数组，输出参数和 a 和 b 的结构相同。a 和 b 可以有不同的数据类型，当 a 和 b 为各种不同的类型时，返回值分别为： 当 a 和 b 中有一个为单精度时，返回结果为单精度； 如果 a 和 b 其中一个为整数类型，则另外一个必须有相同的 整数类型，或者为双精度型，返回结果 c 为相同的整数类型。

　　– c = complex(a),只有一个输入参数，返回结果 c 为 复数，

　　其实部为 a,虚部为 0。但是此时 c 的数据类型 为复数。2016年4月6日 第37页

　　例2-14 通过complex 函数创建复数 c=1+ a = uint8([1;2;3;4]); 2+ b = uint8([2;2;7;7]); 3+ 4+ c = complex(a,b)

　　2i 2i 7i 7i

　　例2-15 通过complex 函数创建复数和直接创建复数的比较 x=4;y=0; z1=x+i*y; z2=complex(x,y); isreal(z1),isreal(z2) 判断是否为实数的函数1 0

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　　逻辑变量(1/5)逻辑数据类型通过 1 和 0 分别表示逻辑真 和逻辑假。一些 MATLAB 函数或操作符会 返回逻辑真或逻辑假表示条件是否满足。 如表达式 (5 * 10) 40 返回逻辑真。 在 MATLAB 中，存在逻辑数组，如下面的 表达式返回逻辑数组：

　　[30 40 50 60 70] 40 ans = 0 0 1 1 12016年4月6日 第39页

　　逻辑变量(2/5)

　　逻辑数组的创建– 创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入元素 x = [true, true, false, true, false] 的值为 true 或者 false class(x) logical – 逻辑数组也可以通过逻辑表达式生成 x = magic(4) = 9

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　　逻辑变量(3/5) 函数 中返回逻辑 MATLAB 值的函数和操作符 true, false 说明 将输入参数转化为逻辑值

　　logical (and), | (or), ~ (not), xor, any, all , ||

　　将数值转化为逻辑值逻辑操作符 “并 和 或 的简写方式

　　== (eq), ~= (ne), (lt), (gt), = (le), = (ge) 关系操作符 所有的 is* 类型的函数，cellfun 判断函数

　　strcmp, strncmp, strcmpi, strncmpi

　　字符串比较

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　　例2-19 通过逻辑数组对数组进行索引,将数组A中超过0.5的元素置为0. A = rand(5); B = A A(B) = 0 例2-20 通过逻辑数组对数组进行索引,将数组A中非素数置为0. A = magic(4) B = isprime(A) A(~B) = 0

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　　逻辑变量(5/5)

　　逻辑数组的判断 MATLAB 中提供了一组函数用于判断数组是否为 逻辑数组函数 whos(x) islogical(x) isa(x, 'logical') class(x) 功能 显示数组 x 的元素值及数据类型 判断数组 x 是否为逻辑数组，是则返回真 判断数组 x 是否为逻辑数组，是则返回真 返回数组 x 的数据类型

　　cellfun('islogical', x)

　　判断单元数组的每个单元是否为逻辑值

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　　数据类型操作函数函数 描述创建或转化为双精度类型 创建或转化为单精度类型

　　其中的 ’type’ 包 括 ’numeric’、’integer’、’float’ 和所有的 数据类型。double single int8,int16, int32,int64 创建或转化为相应的有符号整数类型 创建或转化为相应的无符号整数类型 uint8,uint16, uint32,uint64 isnumeric isinteger isfloat isa(x,’type’) cast(x,’type’) 判断是否为整数或浮点数，是则返回true(或者1) 判断是否为整数，是则返回true(或者1) 判断是否为浮点数，是则返回true(或者1) 判断是否为 ‘type’ 指定的类型，是则返回true(或者1) 设置x的类型为 ’type’

　　intmax(‘type’)intmin(‘type’) realmax(‘type’) realmin(‘type’)

　　’type’ 类型的最大整数值’type’ 类型的最小整数值 ’type’ 类型的最大浮点实数值 ’type’ 类型的最小浮点实数值

　　eps(‘type’)eps(‘x’)

　　’type’ 类型eps值变量x的eps值

　　返回的是该参数的精度

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　　例2-24 关系运算符的运用四舍五入

　　A=round(rand(1,10)*10)一行 十列元素都为1的矩阵

　　B=ones(1,10)+2

　　R_Comp1=A R_Comp2=A4

　　R_Comp3=A==3第50页

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　　MATLAB的一些基础函数位操作函数 (p32) 逻辑运算函数 (p33) 集合函数 (p34) 时间与日期函数 (p35)

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　　例2-6 MATLAB 的位操作函数

　　A = 28; B = 21; bitand(A,B) bitor(A,B) bitcmp(A,5) bitxor(A,B)

　　% binary 11100 % binary 10101

　　A是一个5位2进制数 最大为25=32,32-A-1=3

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　　例2-8 集合函数的操作

　　A = [1 2 3 6]; B = [1 2 3 4 6 10 20]; [c, ia, ib] = intersect(A, B) A = magic(5); B = magic(4); [c, i] = setdiff(A(:), B(:)); c' i'第58页

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　　打印图象(3/5)

　　一个图象一旦建立，我们就可以用print命令在打印机上打印出这幅图，也可 以单击图象窗口的打印图标或者在文件菜单中选择打印项打印。 print命令的一般形式如下： print 选项文件名 如果没有文件名，这个命令就会命令打印机打印当前图片。如果带有文件名 ，那么这个命令就会打印这个图片到指定的文件。有许多的选项指定输出到 文件或打印机的格式。一个最重要的选项是-dtiff.这个选项指定输出图片的 格式是标签影像档案格式(TIFF)。因为在PC,Mac和UNIX平台上的文字 处理软件都支持这种格式。这就使得在文档中插入MATLAB图象变得十分的 简单。下面这个命令将会创建一个TIFF格式的当前图象的图片，并保存在一 个叫my_image.tif的文件中 print –dtiff my_image.tif 你也可以选择图象窗口中的 file/export”选项来创建tiff图片。

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　　图象的颜色，标记(符号)类型，线型颜色 y m c r g b w k 黄色 品红色 青绿色 红色 绿色 蓝色 白色 黑色 . o x s d v ^ p h 标记类型 点 圈 号 正方形 菱形 倒三角 正三角 三角(向右) 三角(向左) 五角星 六线形 无 : -. - 线型 实线 点线 画点线 虚线 无

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　　我们可以用legend来制作图例。它的基本的形式如下 legend('string1','string2',...,pos) 其中string1,string2等等是轨迹标签名，而pos是一个整 数，用来指定图例的位置。这些整数所代表的意义在表 2.10中的列出。用legend off命令将能去除多余的图例。 一个完整的图象例子将会显示图2.7中，产生这个图象的 语句如下所示。图2.7在同一坐标系内，显示了f(x)=sin2x 和它的微分函数的图象，用黑实线代表f(x),用红虚线代表 它的微分函数。图中有标题，坐标轴标签和网格线。

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　　在legend命令中pos的值

　　值 0 1 2 3 自动寻找最佳位置，至少不与数据冲突 在图象的右上角 在图象的左上角 在图象的左下角

　　意义

　　4-1

　　在图象的右下角在图象的右边

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