第2章matlab矩陣及其運算21變量和數(shù)據(jù)操作22matlab(已修改)
2025-10-22 13:49 本頁面
【正文】 第 2章 MATLAB矩陣及其運算 變量和數(shù)據(jù)操作 MATLAB矩陣 MATLAB運算 矩陣分析 矩陣的超越函數(shù) 字符串 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和單元數(shù)據(jù) 稀疏矩陣 變量和數(shù)據(jù)操作 變量與賦值 1．變量命名 在 MATLAB ，變量名是以字母開頭，后接字母、數(shù)字或下劃線的字符序列，最多 63個字符。在 MATLAB中，變量名區(qū)分字母的大小寫。 2．賦值語句 (1) 變量 =表達(dá)式 (2) 表達(dá)式 其中表達(dá)式是用運算符將有關(guān)運算量連接起來的式子，其結(jié)果是一個矩陣。 例 21 計算表達(dá)式的值，并顯示計算結(jié)果。 在 MATLAB命令窗口輸入命令： x=1+2i。 y=3sqrt(17)。 z=(cos(abs(x+y))sin(78*pi/180))/(x+abs(y)) 其中 pi和 i都是 MATLAB預(yù)先定義的變量，分別代表代表圓周率 π和虛數(shù)單位。 輸出結(jié)果是： z = + 預(yù)定義變量 在 MATLAB工作空間中，還駐留幾個由系統(tǒng)本身定義的變量。例如，用 pi表示圓周率 π的近似值，用 i， j表示虛數(shù)單位。 預(yù)定義變量有特定的含義，在使用時，應(yīng)盡量避免對這些變量重新賦值。 內(nèi)存變量的管理 1．內(nèi)存變量的刪除與修改 MATLAB工作空間窗口專門用于內(nèi)存變量的管理。在工作空間窗口中可以顯示所有內(nèi)存變量的屬性。當(dāng)選中某些變量后，再單擊 Delete按鈕，就能刪除這些變量。當(dāng)選中某些變量后，再單擊 Open按鈕，將進(jìn)入變量編輯器。通過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。 clear命令用于刪除 MATLAB工作空間中的變量。 who和 whos這兩個命令用于顯示在MATLAB工作空間中已經(jīng)駐留的變量名清單。 who命令只顯示出駐留變量的名稱，whos在給出變量名的同時，還給出它們的大小、所占字節(jié)數(shù)及數(shù)據(jù)類型等信息。 2．內(nèi)存變量文件 利用 MAT文件可以把當(dāng)前 MATLAB工作空間中的一些有用變量長久地保留下來，擴展名是 .mat。 MAT文件的生成和裝入由save和 load命令來完成。常用格式為： save 文件名 [變量名表 ] [append][ascii] load 文件名 [變量名表 ] [ascii] 其中，文件名可以帶路徑，但不需帶擴展名 .mat，命令隱含一定對 .mat文件進(jìn)行操作。變量名表中的變量個數(shù)不限，只要內(nèi)存或文件中存在即可，變量名之間以空格分隔。當(dāng)變量名表省略時，保存或裝入全部變量。ascii選項使文件以 ASCII格式處理，省略該選項時文件將以二進(jìn)制格式處理。 save命令中的 append選項控制將變量追加到 MAT文件中。 MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù) MATLAB提供了許多數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)的自變量規(guī)定為矩陣變量，運算法則是將函數(shù)逐項作用于矩陣的元素上，因而運算的結(jié)果是一個與自變量同維數(shù)的矩陣。 函數(shù)使用說明： (1) 三角函數(shù)以弧度為單位計算。 (2) abs函數(shù)可以求實數(shù)的絕對值、復(fù)數(shù)的模、字符串的 ASCII碼值。 (3) 用于取整的函數(shù)有 fix、 floor、 ceil、round，要注意它們的區(qū)別。 (4) rem與 mod函數(shù)的區(qū)別。 rem(x,y)和mod(x,y)要求 x,y必須為相同大小的實矩陣或為標(biāo)量。 數(shù)據(jù)的輸出格式 MATLAB用十進(jìn)制數(shù)表示一個常數(shù)，具體可采用日常記數(shù)法和科學(xué)記數(shù)法兩種表示方法。 在一般情況下， MATLAB內(nèi)部每一個數(shù)據(jù)元素都是用雙精度數(shù)來表示和存儲的。數(shù)據(jù)輸出時用戶可以用 format命令設(shè)置或改變數(shù)據(jù)輸出格式。 format命令的格式為： format 格式符 其中格式符決定數(shù)據(jù)的輸出格式 MATLAB矩陣 矩陣的建立 1．直接輸入法 最簡單的建立矩陣的方法是從鍵盤直接輸入矩陣的元素。具體方法如下：將矩陣的元素用方括號括起來，按矩陣行的順序輸入各元素，同一行的各元素之間用空格或逗號分隔，不同行的元素之間用分號分隔。 2．利用 M文件建立矩陣 對于比較大且比較復(fù)雜的矩陣，可以為它專門建立一個 M文件。下面通過一個簡單例子來說明如何利用 M文件創(chuàng)建矩陣。 例 22 利用 M文件建立 MYMAT矩陣。 (1) 啟動有關(guān)編輯程序或 MATLAB文本編輯器，并輸入待建矩陣： (2) 把輸入的內(nèi)容以純文本方式存盤 (設(shè)文件名為 )。 (3) 在 MATLAB命令窗口中輸入 mymatrix，即運行該 M文件，就會自動建立一個名為MYMAT的矩陣，可供以后使用。 3．利用冒號表達(dá)式建立一個向量 冒號表達(dá)式可以產(chǎn)生一個行向量，一般格式是： e1:e2:e3 其中 e1為初始值， e2為步長， e3為終止值。 在 MATLAB中，還可以用 linspace函數(shù)產(chǎn)生行向量。其調(diào)用格式為： linspace(a,b,n) 其中 a和 b是生成向量的第一個和最后一個元素，n是元素總數(shù)。 顯然， linspace(a,b,n)與 a:(ba)/(n1):b等價。 4．建立大矩陣 大矩陣可由方括號中的小矩陣或向量建立起來。 矩陣的拆分 1．矩陣元素 通過下標(biāo)引用矩陣的元素，例如 A(3,2)=200 采用矩陣元素的序號來引用矩陣元素。矩陣元素的序號就是相應(yīng)元素在內(nèi)存中的排列順序。在 MATLAB中，矩陣元素按列存儲，先第一列，再第二列，依次類推。例如 A=[1,2,3。4,5,6]。 A(3) ans =
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