ch03matlab学习资料.ppt

MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 第3章 数组和数组运算 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 教学目标 教学重点 教学内容 Date1 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 教学目标 l掌握数组的创建方法 l掌握数组的查找、寻址及排序 l掌握数组的运算 l数组的裁剪与扩展 l了解多维数组及其操作 Date2 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 教学重点 l数组的创建方法 l数组的查找 l数组寻址 l数组排序 l数组运算 l数组的扩展与裁剪 l多维数组及其操作 Date3 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 教学内容 l数组的创建方法 l数组的查找 l数组寻址 l数组排序 l数组运算 l数组的扩展与裁剪 l多维数组及其操作 Date4 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的创建方法（1/3） l一维数组的创建 l要想在MATLAB 中创建一个一维数组， 用户只需先输入一个左方括号，然后输入 每个数值并用逗号（或者空格）隔开，最 后用一个右方括号结束。 l常用等差、等比数组的创建方法。 Date5 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的创建方法（2/3） l二维数组的创建 l创建二维数组与创建一维数组的方式类似 。在创建二维数组时，用逗号或者空格区 分同一行的不同元素，用分号或者软回车 （Shift + Enter）区分不同行。 Date6 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的创建方法（3/3） l用其他方式生成数组 等差数组的生成 在 MATLAB 中，可以利用冒号生成等差数组。格 式为：数组名=开始数字:公差:结束数字，公差 默认为1。 用数组生成函数生成数组 eye：生成单位矩阵 linspace：生成线性分布的向量 rand：生成随机数组，数组元素值均匀分布 Date7 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的查找 l数组的查找函数是find，它能够查找数组中的非零 数组元素，并返回其数组索引值。 lfind函数在MATLAB中的使用语法形式： (1) a=find(A)返回数组A中非零元素的单下标索引 (2)a,b=find(A)返回数组A中非零元素的双下标索引 放方式。 Date8 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组寻址 l数组中总是包含多个元素，因此在对数组的单 个元素或者多个元素进行访问时，需要对数组 进行寻址运算。 l在 MATLAB 中，数组寻址是通过对数组下标的 访问来实现的。 l如果需要访问数组种的多个数据，可以通过下 标数组进行 l当下标数组为利用冒号表示的等差数组时，可 以省略下标数组的中括号。 Date9 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组排序 l在很多时候我们需要对一个给定的数据向量进行排序。 为完成这一操作，MATLAB 提供了 sort 函数，该函数 将任意给定的序列进行排序。 lsort 函数的调用格式有： B = sort(A) B = sort(A,dim) B = sort(.,mode) B,IX = sort(.) l其中的 B 为保存结果的数组；A 为待排序的数组，当 A 为多维数组时，用 dim 指定需要排序的维数（默认为1 ）；mode 为排序的方式，可以取值“ascend”和 “descend”，分别表示升序和降序，默认为升序；IX 用 于存储排序后的下标数组。 Date10 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组运算 l内容： 数组的数值运算 数组的加减法 数组的乘除法 数组的乘方 数组的关系运算 数组 Date11 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的加减法 l数组加减法为数组元素的加减法，与矩阵 加减法相同。利用运算符“+”和“-”实现该 运算。需要注意的是相加或相减的两个数 组必须有相同的维数，或者是数组与数值 相加减。 Date12 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的乘除法 l数组乘除为元素的乘除，通过运算符“.*” 和“./”来实现。运算时需要两个数组有相 同的维数，或者数组与数值相乘除。 l注意：在进行除法操作时，作为分母的数 组中不能包含 0 元素。 Date13 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的乘方 l数组乘方用符号“.”实现。数组乘方运算以三种 方式进行。 底为数组，指数为标量的形式。这种形式的结果是将 数组的每个元素进行指数相同的乘方。返回的结果为 与底维数相同的数组，结果数组的每个元素为底中相 应元素的乘方。 底为标量，指数为数组的形式。该形式返回的结果为 数组，维数与指数数组相同。结果数组的每个元素为 底以指数数组相应元素为指数做乘方的结果。 底和指数都是数组的形式。此时两个数组需要有相同 的维数。返回结果为一个数组，维数与前面两个数组 相同，每个元素为底数数组和指数数组做乘方的结果 。 Date14 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的关系运算 l两个数之间的关系通常有6种描述：小于（）、等于（=）、小于等于（=）和不等于（=）。MATLAB 在比较两个元素大小时，如果表达式为真，则 返回结果1，否则返回0。 l在 MATLAB 中，可以通过关系运算符实现数组 的关系运算。返回结果为一个数组，结果数组 的元素为0或者1，由相互比较的两个数组的相 应元素的比较结果决定。 Date15 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组的扩展与裁剪 l数组编辑器扩展数组 l索引扩展数组 lCat函数扩展数组 l冒号操作符裁剪数组 l数组元素的删除 Date16 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组编辑器扩展数组 双击MATLAB界面工作区中的任一数组变 量，都能打开数组编辑器，对该数组进行 编辑操作 Date17 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 索引扩展数组 索引扩展是数组扩展中较为常用的一种方法 。比如目前有一个n行m列的数组A，要通过 索引来扩展该数组，那么可以使用超出目前 数组尺寸的索引数字，来制定数组当前尺 寸之外的一个位置，并对该位置的数组元素 进行赋值来完成对数组的扩展。同时未指定 的新添位置上默认赋值为。 Date18 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 cat函数扩展数组 cat系列函数包括：cat，horzcat和vertcat。不管哪个连接函 数，都必须保证被操作的数组可以被连接，即在某一个方向上 尺寸一致。 l cat函数 语法：Z=cat(dim,A,B,C,) lhorzcat函数 语法：Z=horzcat(A,B,C) lvertcat函数 语法：Z=vertcat(A,B,C) Date19 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 冒号操作符裁剪数组 l冒号裁剪符的使用方法是： Z=A(,，,) l该式子表示的是提取数组的，等行，等列 ，组成一个新的数组。此外，在数字索引访问数组 的时候，当某一索引值的位置上不是数字，而是冒 号的话，则表示取这一个索引位置的所有数组元素 。比如对一个3行3列的数组A，(1,:)表示取数组A 的第一行所有元素。 l也可以通过数组编辑器来裁剪数组 Date20 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 数组元素的删除 l删除数组元素，可以通过将该位置的数组元素赋值 为空方括号()即可，一般配合冒号使用，将数组中的 某些行、列元素删除。不过需要注意的是，在进行数 组元素的删除时，索引结果必须是完整的行或列，而 不能是数组内部的块或者单元格。 Date21 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 多维数组 l从 MATLAB 5开始，MATLAB 开始支持 多维数组。MATLAB 对多维数组的操作 与一维和二维数组相同。目前，对于多维 数组，最常用的为三维数组。三维数组在 图像处理中有着非常广泛的应用。 l三维数组的第三维称为“页”，即一个三维 数组由行、列和页组成，其中每一页包含 一个由行和列构成的二维数组，并且每一 页的二维数组必须有相同的维数。 Date22 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 多维数组的创建 l多维数组无法像一维数组和二维数组那样 一次输入全部值。因此需要借助一些函数 来生成多维数组。 l利用标准数组函数生成多维数组。 l利用直接索引方式生成数组 l通过 cat 函数创建多维数组 cat 函数用于连接数组。 Date23 MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社 多维数组运算 l多维数组的基本运算与一维数组和二维数组 相同，另外有一些操作仅可以用于多维数组 ，多维数组中的一些常用函数如表所示。 函数描述 ones(r,c,) oeros(r,c,) rand(r,c,) randn(r,c,) 创建多维数组的基本函数，分别用于创建全1、全0、随机均匀分布数组和随 机正态分布数组 reshape(B,2,3,3) reshape(B,2,3,3) 将一个数组变 形为一个任意维数的数组 repmat(C,1,1,3将一个数组复制成一个任意维数的数组 cat(3,a,b,c)沿着一个指定的维将数组连 接起来 squeeze(D)删除大小等于1的维，也就是单一维 sub2ind(size(F),1,1,1) r,c,p=ind2sub(size(F),19) 将下标转 化为单 一索引值，或将单一索引值转 化为下标 flipdim(M,1)沿着一个指定的维轮换顺 序。等效于二维数组中的 flipud 和 fliplr shiftdim(M,2)循环轮换 。第二个参数