数学实验课件Matlab第2章MATLAB数据.ppt

第2章 MATLAB数据,2.1 MATLAB数据的特点 2.2 变量和赋值 2.3 MATLAB矩阵 2.4 MATLAB运算 2.5 字符串 2.6 结构和单元,,目录,,2.1 MATLAB数据的特点,1．矩阵是MATLAB最基本、最重要的数据对象单个数据(标量)可以看成是矩阵的特例 2．MATLAB数据类型 MATLAB中采用十进制数，并可用科学表示法，虚数用i或j 表示 5 -39 0.0025 1.52e-20 6.9e13 3.0i -3+4i 浮点数的范围大致为10-308~10308 数值数据：双精度型(默认)、单精度数、带符号整数和无符号整数 字符数据 结构(Structure)和单元(Cell) 多维矩阵和稀疏矩阵(Sparse)目录,,双精度数值变量 IEEE标准，64位 (8字节) ，数值的相对精度是eps 数值范围： 其他数据类型 uint8，常用于图像表示和处理，8位 int8, int16, int32, uint16, uint32,2.2 变量和赋值,2.2.1 变量的命名规则 在MATLAB中，变量名是以一个字母开头，后接字母、数字或下划线的字符序列，最多19个字符，字母间不可留空格 ，。

在MATLAB中，变量名区分字母的大小写MATLAB提供的标准函数名以及命令名必须用小写字母目录,,有效的变量名 MYvar12, MY_Var12 和 MyVar12_ 错误的变量名 12MyVar, _MyVar12 －－－MATLAB中的变量不需要事先定义，在遇到新的变量名时，MATLAB会自动建立该变量并分配存储空间对变量赋值可采用赋值语句 变量名=表达式[；],固定变量/ MATLAB中预定义变量 MATLAB中提供了一些用户不能清除的固定变量 ans：分配最新计算表达式的值，这个表达式并没有给定一个名字 eps：在决定诸如奇异性和秩时,可作为一个容许误差，eps=2.22*10-16,用户也可将此变量置为其它任何值 pi：即л Inf：表示正无穷大，当输入1/0时会产生Inf NaN：表示不定值，它由Inf/Inf或0/0运算产生2.2.2 赋值语句 MATLAB赋值语句有两种格式： 变量=赋值表达式 如：S＝1+2*pi,,目录,,(2) 表达式 如：1+2*pi,函数调用语句,函数 Matlab由包括许多标准函数，每个函数都完成某一特定功能的代码组成 Matlab也允许用户编写自己所需的函数，其扩展名为.m，其中必须以关键字function开头.,MATLAB的每条命令后，若为逗号或无标点符号，则显示命令的结果；若命令后为分号，则禁止显示结果. “%” 后面所有文字为注释. “.”表示续行.,,例2.1 计算表达式的值，并将结果赋给变量x，然后显示出结果。

在MATLAB命令窗口输入命令： x=(5+cos(47*pi/180))/(1+sqrt(7)-2*i) %计算表达式的值,,目录,,变量及数组输入,MATLAB的变量及数组均是以向量或矩阵方式存储的 1：向量方式输入 x=[1,2,3,4,5] %以向量（数组）方式给x赋值 y=(x(3)+x(5))/2*x(4) %调用x中的元素 z=sqrt(x) %每个元素开方 t=x' %向量x的转置赋给t u=x*t %向量的内积（u为向量x的模的平方）,变量及数组输入,2：矩阵方式输入 a=[1,2,3;4,5,6;7,8,0] %矩阵输入 （a为3阶方阵） b=[366;804;351] %列矩阵输入 det(a) %方阵行列式 inv(a) %方阵的逆 x=a\b %ax=b方程组的解 y=inv(a)*b %与x相同 disp([a,b,x]) %显示矩阵,,2.2.3 数据的输出格式 MATLAB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示方法。

数据输出时用户可以用format命令设置或改变数据输出格式format命令的格式为： format 格式符 注意，format命令只影响在屏幕上的显示数据输出格式，而不影响数据的计算和存储,MATLAB的数据存储和运算总是以双精度进行的目录,,可用菜单File/Preferences中的Command Window 里的Numarical Format来设定数据显示方式，有short(小数点后4位), long(15位数字), bank(小数点后2位), short e(5位科学计数法), long e(15位科学计数法), rat(最接近的有理数). 也可在Command Window中用命令设置，例如： format long,Format short ：5位定点格式，如 1.4142 Format long ：15位定点格式，如 1.41421356237310 Format short e ：5位浮点，如1.4142e+000 Format long e ：15位浮点，如1.414213562373095e+000 Format short g ：5位定点或浮点取优，如1.4142 Format long g：15位定点或浮点取优，如1.4142135623731 Format hex ：十六进制数，如3ff6a09e667f3bcd Format bank ：货币格式，如1.41 Format rat ：分数之比，如1393/985 Format +：若为正数则显示+，若为负数则显示-，若为0则显示空,如, format short %设置定点格式，显示5位 pi ans = 3.1416 format long %设置定点格式，显示15位 pi ans = 3.14159265358979,,2.2.4 内存变量的管理 1. 内存变量的显示与删除 who和whos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。

例：若要检视现存於工作空间（Workspace）的变数，可键入who： ＜＜who Your variables are: testfile x clear命令用于删除MATLAB工作空间中的变量 注意，预定义变量不能被删除目录,,,3. 内存变量文件 利用MAT文件(.mat)可以把当前MATLAB工作空间中的一些有用变量长久地保留下来 MAT文件的生成和装入由save和load命令来完成常用格式为： save 文件名 [变量名表] [-append][-ascii] ----将工作空间的所有变数储存到名为matlab.mat的二进制档案目录,,2. 工作空间浏览器 (1) 工作空间浏览器的启动 (2) 工作空间浏览器的操作,save filename：将工作空间的所有变数储存到名为filename.mat的二进制档案 save filename x y z ：将变数x、y、z储存到名为filename.mat的二进制档案 以二进制的方式储存变数，通常档案会比较小，而且在载入时速度较快，但是就无法用普通的文书软体（例如pe2或记事本）看到档案内容若想看到档案内容，则必须加上-ascii选项，详见下述： save filename x -ascii：将变数x以八位数存到名为filename的ASCII档案。

load filename[变量名表] [-ascii] ---load命令可将档案载入以取得储存之变数， load会寻找名称为filename.mat的档案，并以二进制格式载入若找不到filename.mat，则寻找名称为filename的档案，并以ASCII格式载入 load filename -ascii：load会寻找名称为filename的档案，并以ASCII格式载入 若以ASCII格式载入，则变数名称即为档案名称（但不包含副档名）若以二进制载入，则可保留原有的变数名称,2.3 MATLAB矩阵,2.3.1 矩阵的建立 1. 直接输入法 将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同行的元素之间用分号分隔目录,,例如 A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] 运行结果为,A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9,,2.创建M文件输入大矩阵 M文件是一种可以在MATLAB环境下运行的文本文件它可分为命令式文件和函数式文件2种 当矩阵的规模比较大时，可以利用M文件的特点将所要输入的矩阵按格式写入一文本文件中，并将此文件以.m 为其扩展名，即为M文件。

例2.2 利用M文件建立MYMAT矩阵 (1)启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器，并输入待建矩阵. (2)把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件名为mymatrix.m) (3)运行该M文件，就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵，可供以后使用 (演示如下),,目录,, edit %启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器，并输入待建矩阵.把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件名为mymatrix.m) mymatrix %运行该M文件，就会自动建立一个名为MYMAT的矩阵，可供以后使用 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9,,3. 利用MATLAB函数建立矩阵 几个产生特殊矩阵的函数：zeros、ones、 eye、rand(均匀分布的随机矩阵，随机数均匀分布在(0,1]内)、randn（正态分布的随机矩阵） 这几个函数的调用格式相似，下面以产生零矩阵的zeros函数为例进行说明其调用格式是： zeros(m) 产生m×m零矩阵 zeros(m,n) 产生m×n零矩阵 zeros(size(A)) 产生与矩阵A同样大小的零矩阵 相关的函数有：length(A)给出行数和列数中的较大者，即length(A)=max(size(A))；ndims(A)给出A的维数。

目录,,其他特殊矩阵： compan magic gallery pascal hadamard rosser hankel toeplitz hilb vander invhilb wilkinson,,例2.3 分别建立3×3、3×2和与矩阵A同样大小的零矩阵 (1)建立一个3×3零矩阵：zeros(3) zeros(3) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0,,目录,,(2)建立一个3×2零矩阵：zeros(3,2), zeros(3,2) ans = 0 0 0 0 0 0,(3)建立与矩阵A同样大小零矩阵：zeros(size(A)), A=[2 4 7 5;7 8 9 10];zeros(size(A)) ans = 0 0 0 0 0 0 0 0,此外，常用的函数还有reshape(A,m,n)，它在矩阵总元素保持不变的前提下，将矩阵A重新排成m×n的二维矩阵 A=[2 4 7 5;7 8 9 10]; reshape(A,4,2) ans = 2 7 7 9 4 5 8 10, reshape(A,1,8) ans = 2 7 4 8 7 9 5 10 reshape(A,8,1) ans = 2 7 4 8 7 9 5 10,,4. 建立大矩阵 大矩阵可由方括号中的小矩阵建立起来。

例如,,目录,, A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; C=[A,eye(size(A)); ones(size(A)),A],C = 1 2 3 1 0 0 4 5 6 0 1 。