《MATLAB入门》PPT课件.ppt

第二章 MATLAB程序设计基础,* 第一节教学目标 1 基本运算介绍。 2 变量的概念。 3 系统函数的概念。 4 一般的应用问题转换为计算机模型。,第二章 MATLAB程序设计基础,一、基本运算,MATLAB=,第二章 MATLAB程序设计基础,一、基本运算 简单的数学运算, 1+2+3+4+5 1+2+3+4+5;,第二章 MATLAB程序设计基础,一、基本运算 复杂一点点的数学运算,已知 ： x=15，y=10，z=7 求解： （x+2Y+5z）/3 x=15;y=10;z=7; (x+2*y+5*z)/3,第二章 MATLAB程序设计基础,一、基本运算,这些运算的本质：基本数学运算。,操作数,运算符,第二章 MATLAB程序设计基础,一、基本运算 1 MATLAB算术运算符 加、减、乘、除、幂次方 + - * / 运算次序：自左向右运算。 优先级最高，乘除次之，后加减。 如果有括号，括号优先执行。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量,变量程序执行过程中可以变化的量。 MATLAB中的变量可以由用户指定变量名。 通过变量名随时可以引用变量和修改变量。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量,MATLAB特殊之处：无需进行变量声明。 （遇到新变量名时，自动生成变量， 并指定合适的存储空间。 如变量早已存在，则自动更新。） *利与弊的分析*,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 1.系统特殊变量,1+2+3+4+5 ans 是个特殊的系统变量。 没有指定变量来存储运算结果时， 系统会自动将结果存储在临时变量ans中。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 1.系统特殊变量 MATLAB的系统特殊变量,ans: 临时变量 pi ： inf ： 无穷大 eps ：极小值 NaN：Not a Number （Not Available） nan：同上 i： 虚数sqrt（-1） j： 虚数sqrt（-1）,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 2 自定义变量,注意这些操作： a= 1 abc= 1+2+3+4+5 a=1;b=3;c=5; A=2,B=4,C=6 area = r2 ?,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 2 自定义变量命名规则 * 变量名由字母、数字和下划线组成。 字母间不可留空格且第一个字符必须为字母 * 区分大小写。 * 变量名的长度上限为n个字符。 补充： * 变量名不能为中文； * 系统变量名不要和自定义重名。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量,万一自定义变量名和系统变量名 一样结果会怎样？怎么办? pi=2 pi clear pi pi,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量,函数：isvarname Determine whether input is valid variable name 语法： tf = isvarname(str) isvarname str 观察下面的变量名是否合理？ 【书例2-1】 isvarname myVarName isvarname 7myVarName,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 3 获取当前变量 命令行直接键入变量名。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 4 变量的显示精度 控制显示精度函数： format 控制精度计算的函数： （书P58） digits(n):设置缺省的精度； vpa(S,n):将S表示为n位有效位数的形式。 （Help：Variable-precision arithmetic ）,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 4 变量的显示精度 （1）format命令 用来显示计算的精度。 不是用来改变计算的精度。 MATLAB默认以double(双精度)进行运算和存储。 使用format可以控制数据不同的显示格式。,format short format short e format long format long e format rat format bank,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 4 变量的显示精度,用pi来测试一下显示精度： pi format short pi format long pi format rat pi,第二章 MATLAB程序设计基础,Help:digits,vpa 函数：digits Variable-precision accuracy 语法： digits digits(d) d = digits,4 变量的显示精度,第二章 MATLAB程序设计基础,Help:digits,vpa 函数：vpa Variable-precision arithmetic 语法： R = vpa(A) R = vpa(A, d),4 变量的显示精度,Examples old = digits; digits(4); vpa(1/3) vpa(1/3000) digits(old); ans = 0.3333 ans = 0.0003333, vpa(1/3) vpa(1/3, 10) vpa(1/3, 40) ans = 0.3333333333333333333333333 ans = 0.3333333333 ans = 0.3333333333333333333333333333333333333333,第二章 MATLAB程序设计基础, s= 1/3+1/3 digits(2) s ? vpa(s) vpa(s,10) s= 1+1/3+1/3 vpa(s)?,4 变量的显示精度,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 5 查看变量 who： 查看当前工作区（workspace）的变量。 whos：查看当前变量的详细信息。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 6 清除变量 clear：清除所有定义过的变量。 clear 变量名：清除某个变量。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 思考： 关闭MATLAB，释放工作空间，所有变量会被释放。 这样会出现什么问题？ 解决方法： 将工作空间中的变量存储到文件中。 即使退出了MATLAB系统，变量依然存在。 需要使用时，将这些变量从文件中读取出来即可。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 （1） save命令 功能：将变量以二进制的方式存储至 后缀名为.mat的文档中。 格式：save filename,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 （1） save命令 命令实例：假定内存中已经存在变量X,Y,Z save myFile X Y Z dir . myFile.mat ,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 （1） save命令 注意事项： ) 存储文件为.mat的二进制mat文档中。 ) 若文件名缺省，则自动存储到matlab.mat中。 ) 若为save filename x 则只将变量x存储到文件中。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 （1） save命令 注意事项： 4 ) 若为save filename u w append 则将变量u，w添加到文件名为filename.mat的文件中。 5 ) 若为save filename u w ascii 则将变量u，w保存为filename的8位ASCII文档。 6) 若为save filename u w ascii -double则将变量u，w保存为filename的16位ASCII文档。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 (1) save命令,ASCII文档特色（使用-ascii后缀）： （1）ASCII文档可以看到文档内容。 （2）默认的存储格式是二进制的mat文件。 存储ASCII文档必须加-ascii。 （3）save -ascii通常只存为一个变量，原有变量名消失。 load载入时，取用文件名为变量名。 （4）对于复数，save -ascii后只存实部，虚部抛弃。 （5）ASCII文件通常比二进制文件大,二进制文档较小， 读取速度快。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 (1) save命令,建议： 尽量使用二进制文件存储MATLAB变量。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 (2) load命令,功能：读取保存在文件中的变量。 格式：load filename load filename ascii load filename mat,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 (2) load命令,注意事项： 首先，MATLAB在系统默认路径中自动寻找名称为filename.mat的二进制文件。 其次，若无该文件，则找filename的文件，用ASCII方式载入。,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 7 变量的存取 (2) load命令,【例题】： clear all; a=1;b=2;c=3; save mydata1 save mydata2 a b load mydata1 load mydata1 a,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 8 变量的初始化（三种方式）,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。 例如： in1 = input(enter data:); Enter data:1.23 in2 = input(enter data:,s) Enter data:1.23 in1+in2 （？） 3从文件读取一个数据。（以后介绍）,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 9 变量的作用域,（1）局部变量（Local） （2）全局变量（Global） （3）永久变量（Persistent）,第二章 MATLAB程序设计基础,二、变量 9 变量的作用域 局部变量：在函数中使用的变量，只能在函数的范围内使用。 全局变量：在命令文件或工作空间中定义。 用global定义全局变量。 global Gvar1 Gvar2 Gvar3 永久变量： 只能在函数文件中定义和使用，只允许定义它的函数存取。 只有清除函数或者关闭MATLAB时，才能从内存中清除它们。 persistent perVar;,第二章 MATLAB程序设计基础,四、函数相关知识 3 变量的作用域 局部变量：在函数中使用的变量， 只能在函数的范围内使用。 全局变量：在命令文件或工作空间定义。 用global定义全局变量。 global var1 var2 var3,例如：（？） func1.m function y=func1(x) global Gvar; （？） y=x; Gvar=x*10 func2.m function y=func2(x) global Gvar; y=x; Gvar=x*100,例如： global Gvar (!) func1.m function y=func1(x) global Gvar; Y=x; Gvar=x*10 func2.m function y=func2(x) global Gvar; Y=x; Gvar=x*100,第二章 MATLAB程序设计基础,tips：尽量不使用全局变量和永久变量！,第二章 MATLAB程序设计基础,三、常用函数（P55）,初等数学函数：help elfun (Elementary math functions.) 高等数学函数：help specfun help elmat (Specialized math functions.) (Elementary matrices and matrix manipulation.),第二章 MATLAB程序设计基础,三、常用函数,注意问题： （1）等式中，函数一定是出现在等式的右边。 （2）函数参数要求。（变量个数和格式要求） （3）允许函数嵌套。,第二章 MATLAB程序设计基础,四、现实问题转化为数学模型 例如：哥哥弟弟年龄问题。 哥哥比弟弟大19岁，哥哥年龄是弟弟的3倍还多1，问：哥哥和弟弟的年龄分别是多少？,第二章 MATLAB程序设计基础,四、现实问题转化为数学模型 例如：吃桃问题。 核桃5毛钱一个，每3个桃核可以换一个桃子。如果有十元钱，问：一共能吃到多少桃子？,课后任务,一、熟悉基本数学运算。 二、熟练使用变量的相关应用。,第二章 MATLAB程序设计基础,* 第二节教学目标 通过实例演练熟悉部分常用函数。,第二章 MATLAB程序设计基础,实战演练常用函数的使用,第二章 MATLAB程序设计基础,函数?,第二章 MATLAB程序设计基础,(P55)小整理：MATLAB常用的基本数学函数 abs(x)：纯量的绝对值或向量的长度 sqrt(x)：开平方 real(z)：复数z的实部 imag(z)：复数z的虚部 conj(z)：复数z的共轭复数 angle(z)：复数z的相角 round(x)：四舍五入至最近整数 fix(x)：无论正负，舍去小数至最近整数 floor(x)：地板函数，即舍去正小数至最近整数 ceil(x)：天花板函数，即加入正小数至最近整数 rat(x)：将实数x化为多项分数展开 rats(x)：将实数x化为分数表示,第二章 MATLAB程序设计基础,小整理：MATLAB常用的基本数学函数 sign(x)：符号函数 (Signum function)。 当x0时，sign(x)=1。 rem(x,y)：求x除以y的余数 gcd(x,y)：整数x和y的最大公因数 （Greatest common divisor ） lcm(x,y)：整数x和y的最小公倍数 （Least common multiple ） exp(x)：自然指数 pow2(x)：2的指数 log(x)：以e为底的对数，即自然对数 log2(x)：以2为底的对数 log10(x)：以10为底的对数,第二章 MATLAB程序设计基础,实战1：函数 abs 功能 数值的绝对值与复数的幅值 格式 Y = abs(X) %返回参量X的每一个分量的绝对值； %若X为复数的，则返回每一分量的幅值 % abs(X) = sqrt(real(X).2+imag(X).2) 例 x= -18; z1 = abs(x) y= -2+ 4i; z2 = abs(y),第二章 MATLAB程序设计基础,实战2：函数 sqrt 功能 求平方根函数 格式 Y = sqrt(X) % 数值的平方根运算 例 x= 16; z1 = sqrt(x) y= -18; z2 = sqrt(y) f= 2+ 4i; z3 = sqrt(f),第二章 MATLAB程序设计基础,实战3：函数 exp 功能 以e为底数的指数函数 格式 Y = exp(X) % 对参量X的每一分量，求以e为底数的指数函数Y。 % X中的分量可以为复数。 % 对于复数分量如，z = x +i*y， % 则相应地计算：ez = ex*(cos(y) + i*sin(y)。 例 x= 3; z1 = exp(x) y= -3; z1 = exp(y) f= 2+ 4i; z3 = exp(f),第二章 MATLAB程序设计基础,实战4：函数 log 功能 自然对数，即以e为底数的对数。 格式 Y = log(X) % 对参量X中的每一个元素计算自然对数。 % 其中X中的元素可以是复数与负数，但由此可能得到意想不到的结果。 % 若z = x + i*y，则log对复数的计算如下： % log (z) = log (abs (z) + i*atan2(y,x) 例: x= 20.0855 z1 = log(x) f= 2+ 4i; z3 = log(f) 下面的语句可以得到无理数的近似值： pai = abs(log(-1),第二章 MATLAB程序设计基础,实战5：函数 log10 功能 常用对数，即以10为底数的对数。 格式 Y = log10(X) %计算X中的每一个元素的常用对数， % 若X中出现复数，则可能得到意想不到的结果。 例 x= 10; z1 = log10(x) y= -10; z1 = log10(y) f= 2+ 4i; z3 = log10(f),第二章 MATLAB程序设计基础,实战6：函数 lcm 功能 整数x和y的最小公倍数 格式 z = lcm(x，y) %计算整数x和y的最小公倍数 例 x= 10; y=23; z1 = lcm(x,y) x= 10; y=2; z2 = lcm(x,y) x= 10; y=-2; /? z3 = lcm(x,y),第二章 MATLAB程序设计基础,实战7：函数 gcd 功能 整数x和y的最大公约数 格式 z = gcd(x，y) %计算整数x和y的最大公约数 例 x= 10; y=23; z1 = gcd(x,y) x= 10; y=2; z2 = gcd(x,y) x= 10; y=-2; z3 = gcd(x,y),第二章 MATLAB程序设计基础,实战8：函数 real 功能 复数的实数部分。 格式 Y = real(Z) %返回输入参量Z的每一个分量的实数部分。 例 f = 3+8i; z=real(f),第二章 MATLAB程序设计基础,实战9：函数 imag 功能 复数的虚数部分 格式 Y = imag(Z) %返回输入参量Z的每一个分量的虚数部分。 例 f=9+7i; z= imag(f),第二章 MATLAB程序设计基础,实战10：函数 conj 功能 复数的共轭值 格式 ZC = conj(Z) %返回参量Z的每一个分量的共轭复数： %conj(Z) = real(Z) - i*imag(Z) 例 f=9+7i; z= conj(f),如果两复数的实部相等, 虚部系数互为相反数, 那么, 这两个复数叫做共轭复数. 共轭复数的乘积是一个实数.,提问：什么是复数的共轭值？,第二章 MATLAB程序设计基础,实战11：函数 sin 功能 正弦函数 格式 Y = sin(X) % 计算参量X（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） % 中每一个角度分量的正弦值Y *所有分量的角度单位为弧度值,第二章 MATLAB程序设计基础,例 计算下式的结果，其中x=-3.5度， Y=6.7度. x=pi/180*(-3.5);y=pi/180*6.7； z=sin(abs(x)+abs(y)/sqrt(cos(abs(x+y),第二章 MATLAB程序设计基础,实战12：函数 cos 功能 余弦函数 格式 Y = cos(X) % 计算参量X（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） % 中每一个角度分量的余弦值Y *所有分量的角度单位为弧度值,第二章 MATLAB程序设计基础,例 计算下式的结果，其中x=-3.5度， Y=6.7度. x=pi/180*(-3.5);y=pi/180*6.7； z=sin(abs(x)+abs(y)/sqrt(cos(abs(x+y),第二章 MATLAB程序设计基础,实战13：函数 asin 功能 反正弦函数 格式 Y = asin(X) % 返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 % 元素的反正弦函数值Y。 % 若X中有的分量处于-1,1之间， % 则Y = asin(X)对应的分量处于-/2,/2， % 若X中有分量在区间-1,1之外， % 则Y= asin(X)对应的分量为复数。,第二章 MATLAB程序设计基础,实战13：函数 asin 例题： x=-1; z1=asin(x) x=-2; /? z2=asin(x),第二章 MATLAB程序设计基础,实战14：函数 acos 功能 反余弦函数 格式 Y = acos(X) %返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 %元素的反余弦函数值Y。 %若X中有的分量处于-1,1之间， %则Y = acos(X)对应的分量处于0,之间， %若X中有分量在区间-1,1之外， %则Y = acos(X)对应的分量为复数。,第二章 MATLAB程序设计基础,实战14：函数 acos 例题： x=-1; z1=acos(x) x=-2; /? z2=acos(x),第二章 MATLAB程序设计基础,实战15：函数 tan 功能 正切函数 格式 Y = tan(X) %计算参量X %（可以是向量、矩阵，元素可以是复数） %中每一个角度分量的正切值Y， %所有角度分量的单位为弧度值。,第二章 MATLAB程序设计基础,实战15：函数 tan 特别地，我们要指出的是， tan(pi/2)和tan(-pi/2)并不是精确的值， 因为matlab中的pi仅仅是精确值近似的 表示值而已。 例题： tan(pi/2) x=-pi/2+0.01: 0.01:pi/2-0.01; plot(x,tan(x);grid on;,第二章 MATLAB程序设计基础,实战16：函数 atan 功能 反正切函数 格式 Y = atan(X) %返回参量X（可以是向量、矩阵）中每一个 %元素的反正切函数值Y。 %若X中有的分量为实数，则Y = atan(X)对应 %的分量处于-/2,/2之间。 例： atan(0),第二章 MATLAB程序设计基础,这些函数只是MATLAB提供的函数中的很小的一部分。 更多的函数学习还要依靠大家在实验课上的实战演练！,第二章 MATLAB程序设计基础,学生演练实例1 【例】求 的算术运算结果。（2）,第二章 MATLAB程序设计基础,学生演练实例2 【例】 求 的算术运算结果。（-0.0045 ）,第二章 MATLAB程序设计基础,学生演练实例3 【例】复数 ， 计算 （0.3349 + 5.5801i）,第二章 MATLAB程序设计基础,学生演练实例4 【例】 求 的算术运算结果。（ 0.5000）,第二章 MATLAB程序设计基础,学生演练实例5 【例】 求 的算术运算结果。（ 0.3633）,课后任务,一、熟练使用常用函数。 （初等）。 二、理解应用题并转化为数学模型,疑问,精度问题 有时候函数结果返回0而不是0.0000。 按理，0！=0.0000. 类似的问题还有： 在matlab中为什么sin(pi) ！= 0？ 而cos(pi)却等于-1，而不是-1.0000？ 而format bank Sin(0)=0.00, cos(pi) 等于-1.00？,疑问,解释一： MATLAB中的数字是默认按照双精度型 浮点数存储的，他们的区别可能有两种情况： 一、0代表符号值的0，是没有经过舍入的 精确值，而0.0000是浮点数，有舍入。 由于MATLAB中默认数据类型是浮点型， 所以在输入计算时两者是没有差别的。 二、在MATLAB的输出结果中同样是浮点数， 如果一个矩阵中各元素的数量级相差较大， 同时显示出来时有的元素会显示为0.0000， 如果你只单独显示这一个数，发现它只是很小， 并不是0。,疑问,解释二： Sin是build-in函数，看不到源代码。 让sin(0)=0而让sin(pi)！=0，cos(pi)=-1等 完全由mathworks公司函数内部定义。,疑问,看如下的代码，分析： x=0; for n=1:82 x=x+0.01 end x=0.82,x=0; for n=1:82 x=x+1 end x=82,关于上机,实验课需要我们干什么？ 一、实验课前的知识点预习。 二、准备实验课要演练的例题。 三、实验课后的总结。,第二章 MATLAB程序设计基础,第三节教学目标 1 一维数组创建和引用 2 二维数组创建和引用 3 特殊数组,第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 建立方法一： 直接输入法 建立方法二： 冒号法 建立方法三： 特殊方法,第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 建立方法一：直接输入法 A=1 2 3 4 A=1,2,3,4,第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 建立方法二：冒号法 调用格式：A=初始量：步长：终止量,第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 建立方法二：冒号法 例题：建立数组A，其中A=1，2，3，4，5 A=1:1:5 A=1:5,第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 建立方法三： 特殊方法 调用格式： A=linspace(初始量，终止量，数组元素个数) B=logspace(初始量，终止量，数组元素个数),第二章 MATLAB程序设计基础,例题：生成数组A，其中A=1，2，3，4，5 A=linspace(1,5,5) A=linspace(1,5.5,5) A=linspace(1,5,5.5),第二章 MATLAB程序设计基础,例题：生成数组B=logspace(0,2,5) B=logspace(0,2,5),第二章 MATLAB程序设计基础,例题：生成数组B=logspace(1,pi,5) B=logspace(1,pi,5) 例题：生成数组B=logspace(1,3,1) B=logspace(1,3,1),第二章 MATLAB程序设计基础,一、一维数组的创建 注意事项： logspace(y1,y2,N)表示在10y1和10y2之间插入N-2个元素，组成一个含有N个元素的数组； 如果y2=pi，则表示在10y1和pi之间插入N-2个元素； 如果N2,则返回10y2。,第二章 MATLAB程序设计基础,二 一维数组的引用： 引用格式： arrayName(n)；引用一维数组中的第n个元素 arrayName(n1:n2)；引用一维数组中的第n1至n2 个元素 arrayName(n1 n2)；引用一维数组中的第n1和n2个元素 引申：? arrayName(n1:n2:n3) 引用一维数组中的第n1至n3个元素，步长为n2,第二章 MATLAB程序设计基础,二 一维数组的引用： 例题： A=1,2,3,4,5 A(3) A(1:3) A(1:2:5),第二章 MATLAB程序设计基础,二维数组的创建 直接输入法 文件生成法(M文件、txt文件、excel文件、dat文件等，后面再讲),第二章 MATLAB程序设计基础,二维数组的创建 例题 myArray=1 2 3 4 5 6 ; 6 5 4 3 2 1 5,sqrt(25),10-5,0+5,abs(-5),5,第二章 MATLAB程序设计基础,四 二维数组的引用： 引用格式： arrayName(m,n)；引用二维数组的第m行n列的元素 arrayName(m,:)；引用二维数组的第m行的所有列元素 arrayName(:,n)；引用二维数组的第n列的所有行元素 arrayName(m1:m2,n)；引用二维数组的第n列中m1至m2行的元素 arrayName(m,n1:n2)；引用二维数组的第m行中n1至n2列的元素 arrayName(m1 m2,n)；引用二维数组的第n列中m1行和m2行的元素 arrayName(m,n1 n2)；引用二维数组的第m行中n1列和n2列的元,第二章 MATLAB程序设计基础,四 二维数组的引用： 例题： A=1,2,3,4,5;6,7,8,9,10 A(1,:) A(:,3) A(2, 1:2) A(1:2,2),第二章 MATLAB程序设计基础,数组相关的习题 （MATLAB演练）,1、C数组定义如下，写出子数组的内容： c=1.1 -3.2 3.4 0.6; 0.6 1.1 -0.6 3.1; 1.3 0.6 5.5 0 c(2,:) c(:,end) c(1:2,2:end) c(6) c(4:end) c(1:2,2:4) c(1 3,2) c(2 2,3 3) c(2 2 2,3 3 3),2、当赋值语句执行后，数组的内容是什么,(1) a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a(3 1,:)=a(1 3,:) (2)a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a(3 1,:)=a(2 2,:) (3)a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a=a(2,:) (4)a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a=a(2 2,:),3、当语句执行后，a数组的内容是什么,(1)a=eye(3,3) b=1 2 3 a(2,:)=b (2)a=eye(3,3) b=4 5 6 a(:,3)=b (3)a=eye(3,3) b=7 8 9 a(3,:)=b(3 1 2) (4)a=eye(3,3) b=7 8 9 a(:,3)=b(3 1 2),课后任务,一、熟练掌握创建数组。 二、熟练掌握引用数组。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 调用格式： s=string name=str1 str2 str3,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 s1=who are you; s2=Im wang ling; s3=s1 s2; m=size(s1); n=size(s2); k=size(s3);,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式一 函数命令：char 调用格式：S=char(T) 表示将正整数矩阵转换成字符串矩阵S。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式一 T=102 67 132 ; 50 95 78 S=char(T),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式二 函数命令：int2str, num2str 调用格式： int2str(A) num2str(A,k) num2str(A,format) 表示将数或矩阵转换成字符串或字符串矩阵。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式二 A=1.2 6.7 3.2 ; 5.5 9.5 7.8; B1=int2str(A); B2=num2str(A,0); （？0） B3=num2str(A,%10.3f); B1+B2; B2+B3; B1+B3;,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式三 函数命令：eval，str2num 调用格式： eval(S) str2num(S) 表示将字符串S转化为数值。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式三 a=1 2; w=1 3; x=1 2; S= a.*sin(w.*x) val=eval(S); v2=subs(S);(?),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 * 字符串转换方式三 v1=str2num(S); (?) str2num(3.14159e0) str2num(1 2;3 4) ans.*3,运算练习 clear; fun=abs(x), x=-2, eval(fun), double(fun),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 *字符串比较 函数命令：strcmp 调用格式：strcmp(str1,str2) 表示将两个字符串进行比较，相等时返回逻辑值为真。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 *字符串比较 str1=bad; str2=bad; str3=dab; strcmp(str1,str2); strcmp(str1,str3);,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 *字符串转内嵌函数 函数命令：inline 调用格式：inline(exr) inline(expr,arg1,arg2,) 表示将字符串表达式转化为函数表达式。 (用来构造函数),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （1）字符数组 *字符串转内嵌函数 (help) g = inline(t2) f = inline(3*sin(2*x.2) f1=inline(5*sin(x)+3*cos(y),x,y),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组,提问：结构体的概念？ 如果让你统计全班同学基本信息， 你的数据怎么组织？,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 * 结构数组： 是根据属性名组织起来的不同类型数据的集合。 * 结构数组通过属性名来引用。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 函数命令：struct 调用格式： sn=struct(filed1,filed2,),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 例题：结构数组student有name和age两个属性。两组数据： （liu，20）；（Wang，21）。并求student（1），student（2），student（2）.name。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 student=struct(name,Liu,Wang,Age,20,21); student(1) student(2) student(2).name,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 例：建立学生档案结构体，并计算每个学生的总成绩。（page41） 学号（number）：数值型 姓名（name）：字符型 身高（height）：数值型 英语考试成绩（English）：数值型 数学考试成绩（Math）：数值型 物理考试成绩（Physics）：数值型,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 stud(1).number=input(please input number:); stud(1).math=input(please input math:); stud(1).physics=input(please input physics:); stud(1).english=input(please input english:); stud(1).total=stud(1).math+stud(1).physics+stud(1).english;,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 n=input(please input n:); for i=1:n stud(i).number=input(please input number:); stud(i).math=input(please input math:); stud(i).physics=input(please input physics:); stud(i).english=input(please input english:); stud(i).total=stud(i).math+stud(i).physics+stud(i).english; end,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 * 三个相关的函数命令： fieldnames，size，rmfield，,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 fieldnames(stud) size(stud) rmfield(stud,number),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （2）结构数组 结构数组的嵌套 例题（page43）：建立嵌套的结构数组。 a=struct(name,Mike,number,1000,score,struct(math,90,english,89,physics,97); a a(1).number a(1).score,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组,提问： 普通数组元素之间有什么关联？ 结构数组元素之间有什么关联？ 其特殊性在哪里？ 还有没有更特殊的可能性？,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 函数命令：cell 细胞数组通常用创建，数据通过数组下标引用。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 B=cell(5,3); B(1,1)=1 4 3; 0 5 8; 7 2 9; B(1,2)=Anne cat; B(2,1)=3+7i; B(2,2)=0:pi/10:pi; B3,1=3 4 2;9 7 6;8 5 1; B3,2=Anne Smith; B4,1=3+7i; B4,2=-pi:pi/10:pi;,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 * celldisp和cellplot方法 B(1,1)=1 4 3; 0 5 8; 7 2 9; B(1,2)=Anne cat; B(2,1)=3+7i; B(2,2)=0:pi/10:pi; B celldisp(B) cellplot(B),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 *引用细胞数组元素： C=B1,1 C=B(1,1) D=B1,1(2,2),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 *细胞数组的更新： B(3,1)=No.1; (?) B3,2=No.2; B3,3=No.3; B M=B(1:3,1:2),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 *细胞数组的删除： B(:,3)= （？） B2,3= （？） 两次操作的区别？ B2,2(3)=0,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 *细胞数组中reshape的使用： A=cell(3,4) size(A) B=reshape(A,6,2) size(B),第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （3）细胞数组 细胞数组和数值数组的转换 例题：将二维细胞数组F转换为三维数值数据。,第二章 MATLAB程序设计基础,一、矩阵 8 特殊数组 （2）细胞数组, F1,1=1 2;3 4; F1,2=-1 0; 0 1; F2,1=7 8;4 1; F2,2=4i 3+2i;1-8i 5; for k=1:4 for i=1:2 for j=1:2 NUM(i,j,k)=Fk(i,j); end end end F NUM,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （4）结构细胞数组 将结构数组放入细胞数组中，可组成结构细胞数组。,第二章 MATLAB程序设计基础,五 特殊数组 （4）结构细胞数组 c_str=cell(1,2); c_str1.label=12/2/94; 12/5/94; c_str1.test=47 52 55 48; 17 22 35 11; c_str2.xdata=-0.003 0.41 1.98 2.12 17.11; c_str2.ydata=-3 5 18 0 9; c_str2.zdata=0.6 0.8 1 2.2 3.4; c_str1(1).test(2,2),课后任务,一、掌握数组的创建。 二、掌握数组的引用。 三、掌握特殊数组的创建和引用。 四、掌握数组的其他相关操作。,第二章 MATLAB程序设计基础,第四节教学目标 MATLAB的运算符（算术、关系、逻辑）,第二章 MATLAB程序设计基础,一、算术运算符 算术运算符 +、- 表示算术加法和减法 *、/ 表示算术乘法和除法 表示左除 表示乘方 .* 表示点乘 . 表示点左除 ./ 表示点右除 . 表示点乘方,第二章 MATLAB程序设计基础,一、算术运算符 优先级 算术运算符优先级最高， 关系运算符次之， 而逻辑运算符的优先级最低。 实际应用中，可以通过括号来调整运算过程。,第二章 MATLAB程序设计基础,一、算术运算符,例题： a=5,b=6 ,求解以下运算结果。 a+b;a-b; a*b; a/b;ab; ab,第二章 MATLAB程序设计基础,一、算术运算符,例题： a=1 3 5,b=2 4 6 ,求解以下运算结果。 a+b;a-b; a*b; ab? a/b;ab; ? a.*b; a./b; a.b; a.b,第二章 MATLAB程序设计基础,二、关系运算符 表示大于 = 表示大于或等于 = 表示等于 = 表示不等于,第二章 MATLAB程序设计基础,例题：已知二维数组A=1 2；2 3， 求A中等于2的元素个数n。 A=1 2;2 3; B=A=2; n=sum(sum(B);,第二章 MATLAB程序设计基础,三、逻辑运算符 & 逻辑与（and），表示两个数组的对应元素都是1，结果为1，否则为0 | 逻辑或（or），表示对应元素只要有一个是1，结果为1，否则为0 非（not），表示与元素相反 xor 异或，表示对应元素不同，结果为1，否则为0,第二章 MATLAB程序设计基础,例题：已知数组A=0 1 0; 1 0 1和 B=1 1 1;0 0 0， 求A,第二章 MATLAB程序设计基础,四、逻辑函数,all 查看数组的行或者列，每行或列的所有元素为1，结果为1 any 查看数组的行或者列，每行或列只要有一个元素为1，结果为1 exist 查看变量或者函数是否存在 find 找出非零元素的位置标识 isempty 判断矩阵是否为空矩阵 isequal 判断对象是否相等 isnumeric 判断对象是否为数值型 bitand 按位与 bitor 按位或 bitcmp 按位反码，共n位，n必须