MATLAB基本使用方法.ppt

第2章 MATLAB基本使用方法,2.1 简单的数学运算 2.2 常量与变量 2.3 变量的管理 2.4 浮点数和复数 2.5 MATLAB数据的特点,2.1 简单的数学运算,2.1.1 数学式的输入 MATLAB7.0最主要的功能是数值计算，对于简单的数值计算来说，使用MATLAB7.0可以很轻松地解决。注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只是一种特例。(11矩阵),如：3/5=0.6 是前者除以后者,35=1.6667 是后者除以前者,最基本的数值计算方法,直接输入法 3*30+3*35+4*30+4*32 ans = 443 ,存储变量法 grade1=3*30 grade1 = 90 grade2=3*35 grade2 = 105 total=grade1+grade2 total = 195 ,在大多数情况下，MATLAB7.0语言对空格不予处理。 在MATLAB7.0的表达式中，遵守四则运算法则，即乘法和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，括号优先级最高，在多层括号存在的情况下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展。 在MATLAB7.0中，小括号代表运算级别，而中括号则一般用于生成矩阵。,2.1.2 标点符号的使用,在MATLAB7.0语言中，标点符号的使用相对比较灵活，不同的标点符号代表不同的运算，或是被赋予了特定的含义。,空格：用于输入量之间的分隔符，数组元素分隔符 逗号：“,”用于要显示计算结果的命令之间的分隔符；输入变量之间的分隔符以及数组同行元素之间的分隔符。 黑点：“.” 数值表示的小数点 分号：“;” 用于不显示计算结果的指令结尾标志；用于不显示计算结果指令间的分隔；用于数组行之间的分隔 冒号： “:”用于生成一维数值数组，如1:10；表示一维数组的全部元素或多维数组的某一维的全部元素,2.1.2 标点符号的使用,注释号：“%”由它开始的所有指令行被看作非执行的注释 单引号对：“ ”字符串记述符 圆括号“( )”引用数组元素；用于函数输入变量列表；用于确定算术运算的先后次序 方括号“ ”构成向量和矩阵； 用于函数输出列表 花括号“ ”元胞数组记述符 下连符 “_”用于变量、函数或文件名中的连字符 续行号 “.”由3个或3个以上黑点构成。它把其下面的一行看作该行的继续，以组合一个完整的指令,2.1.2 标点符号的使用,应用举例,例 某学校一年级有3个班，每班30人，二年级有3个班，每班35人，三年级有4个班，每班30人，四年级有4个班，每班32人。求该校一共有多少人。 grade1=3*30; grade2=3*35; grade3=4*30; grade4=4*32; total=grade1+grade2+ grade3+grade4 total = 443 ,2.1.3 常用的操作命令,在使用MATLAB7.0语言编制程序时，掌握一些常用的操作命令和键盘操作技巧，可以起到事半功倍的效果。,常用的键盘操作和快捷键,2.2 MATLAB 7的数据类型,1.常量 常量是指在程序运行过程中其值不发生改变的量。通常，命名常量（包括全局变量）应该采用大写字母，用下划线分割单词，例COLOR_RED，COLOR_GREEN。,2.2.1 常量和变量,在MATLAB7.0中有一些特定的变量，它们已经被预定义了某个特定的值，因此这些变量被称为预定义变量，有些书将其称为“常量”。,预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽量避免对这些变量重新赋值。,变量是MATLAB7.0的基本元素之一，与其他程序设计语言不同的是MATLAB7.0不要求对所使用的变量进行声明，而且它也不需要指定变量的类型，系统会根据该变量被赋予的值或对该变量所进行的操作来自动确定变量的类型。,2. 变量,在MATLAB7.0语言中，变量的命名有如下规则。 变量名长度不超过31位字符，超过31位的字符系统将忽略不计 变量名区分大小写 变量名必须以字母开头，变量名中可以包含字母、数字或下划线，但不允许出现标点符号。,3. 变量的命名,1、变量的名字应该能够反应变量自身的意义或者用途； 2、变量名应该以小写字母开头的大小写混合形式，如：linearity ，credibleThreat，qualityofLife等； 3、全局变量（同常数）应该采用大写字母，用下划线分割单词，PATH_NAME； 4、 结构体的命名应该以一个大写字母开头如： Segment.length； 5、函数名应该能够说明函数的用途，函数名应该采用小写字母。,建议：,MATLAB赋值语句有两种格式： (1) 变量 = 表达式 (2) 表达式 格式1中，= 代表的是赋值操作，将表达式的值赋给MATLAB的变量； 第二种语句格式下，将表达式的值赋给MATLAB的缺省变量ans。如果在语句的最后加分号，那么，MATLAB仅仅执行赋值操作，不再显示运算的结果。,4. 变量的赋值,例 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 执行结果： x = 1.1980 + 0.6572i,(1)算术运算： 运算符有：(加)、(减)、*(乘)、/(右除)、(左除)、(乘方)。 (2)关系运算： 运算符有：(大于)、=(大于或等于)、=(等于)、=(不等于)。 (3)逻辑运算： 运算符有：&(与)、|(或)和(非)。在逻辑运算中，非零元素为真，零元素为假。 在算术、关系、逻辑运算中，算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。,5. MATLAB运算,MATLAB提供了许多数学函数，函数的自变量规定为矩阵变量。,6. MATLAB常用数学函数,(a) 三角函数以弧度为单位计算。 (b) abs函数可以求实数的绝对值、复数的 模、字符串的ASCII码值。 (c) 用于取整的函数有fix、floor、ceil、round，要注意它们的区别。 (d) rem与mod函数的区别。rem(x,y)和mod(x,y)要求x,y必须为相同大小的实矩阵或为标量。mod(-X,Y) =rem(-X,Y) +Y。,补充： 函数说明,主要区别在rem（x，y）命令返回的是x - n.*y，如果y不等于0，其中的n = fix(x./y)，而mod(x,y)返回的是x - n.*y，当y不等于0时，n = floor(x./y)，因此他们之间的区别主要在与fix与floor的区别。fix是向最近的整数取整，而floor是向负无穷取整。,rem(-9,5) ans = -4 mod(-9,5) ans = 1,7. 数据的输出格式 MATLAB表示一个常数, 可采用日常记数法和科学记数法两种表示方法 如：3.1415 2+4i 1.7809e2 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命令只影响数据输出格式，而不影响数据的计算和存储。,数值计算结果的显示格式,在MATLAB指令窗中，直接输入相应的指令，或在菜单弹出框中进行选择，都可获得所需的数值计算结果显示格式。,例 format函数使用方法 format(type) Use the format function to control the output format of the numeric values displayed in the Command Window. The format function affects only how numbers are displayed, not how MATLAB computes or saves them. pi ans = 3.1416 format long pi ans = 3.14159265358979 format short e pi ans = 3.1416e+000,1. 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。（who只列变量名；whos还列变量维数、字节、类型） 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。 2. 工作空间浏览器 专门用于内存变量的管理。 可以通过双击工作空间的变量进行变量的编辑（包括改变输出格式和变量中的具体元素）,2.3 变量的管理,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文件的生成和载入由save和load命令来完成。 常用格式为： save 文件名 变量名表 -append-ascii load 文件名 变量名表 -ascii,2.4 浮点数和复数,2.4.1 浮点数 几乎在所有的情况下，MATLAB7.0的数据都是以双精度数值来表示，这些双精度数在系统内部用二进制表示，因此带来了一些问题。 比如有一些实数不能被精确地表示，对能够表示的值也有一个限制，并且存在一个浮点相对误差限。 所谓相对误差限（eps=2.2204e-016）是指MATLAB7.0语言能够区分两个不同大小的数时，这两个数之间的最小差值。,例 浮点数的精度 0.33-0.5+0.17 ans = 2.7756e-017 0.33+0.17-0.5 ans = 0 0.17-0.5+0.33 ans = 5.5511e-017,这3个式子的计算结果是相同的，但是由于这些数字都是使用二进制存储的，在使用双精度数来表达这些数时，往往就会出现一些不可避免的误差，但是这些误差小于eps。,MATLAB7.0语言对复数的处理也是十分简便的，在处理复数问题时，不需要进行其他任何操作。 例 复数的表示方法 a=pi+3.14*i a = 3.1416 + 3.1400i a=pi+3.14i a = 3.1416 + 3.1400i a=pi+pi*i a = 3.1416 + 3.1416i