Matlab入门(修改后).ppt

第二讲 Matlab入门,第一节 Matlab的运行和工作界面,一、MATLAB的工作界面,MATLAB的工作界面主要包括6个窗口，分别为主窗口、命令窗口、命令历史记录窗口、工作空间窗口、工作台及工具箱窗口。,二、MATLAB的帮助系统,MATLAB的强大帮助系统是其他科学计算软件无法比拟的信息资源中心。,通过选择Help下拉菜单中的帮助选项进入联机帮助系统，在联机帮助窗口的帮助向导页面中含有几个可供选择的表单窗口，分别用来显示帮助主题、帮助索引、演示系统、查询帮助和个人定制的帮助等。,1、联机帮助系统,2、命令查询系统,在命令窗口直接使用help获得指令的使用说明,三、MATLAB的运行方法,1、对于简单的数值计算，如同使用计算器，直接输入数值和运算符，立即从屏幕上获得结果。,2、也可先对变量赋值，然后再输入由变量构成的表达式，也可立即获得结果。 例如 输入x=pi;y=cos(x)+5，执行后输出结果 y=4.00,3、对于较为复杂的问题采用编程的方法来解决，诸如含有判断、循环、迭代、递归等算法的问题。,四、数学运算符号及标点符号,第二节 Matlab常量、变量和表达式,一、MATLAB中的常量,MATLAB中提供了整数、实数、复数和字符四种类型 数据。实数在屏幕显示时默认的小数位数为4位，若要改变 实数的显示格式，可通过执行命令： Format “格式”,二、变量,MATLAB变量的命名规则：,（2）变量名区分大小写；,（3）变量名最多不超过19（第四版）个字符；,（1）变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、 数字或下划线，变 量名中不允许使用标点符号和空格。,例： 6x、yr、o p为非法变量。 ui_y、y9oi都是合法变量。,MATLAB还提供了一些固有变量：,Ans（answer)用于结果的缺省变量名 pi圆周率 i或j表示虚数单位 inf无穷大数，如1/0 NaN 不定量，如0/0,三、函数,1、标量函数：,三角、指数、对数、取整（fix）等基本函数,作用于标量或矩阵(数组)的每一元素,要想得到基本初等函数的列表，命令窗口输入： help elfun,2、常用数学函数,3、向量函数：,max, min, sum, length, ,作用于(列或行)向量或矩阵的每一列向量,4、矩阵函数,构造矩阵的,zeros, ones, eye, rand, diag, triu, tril, ,矩阵计算的,size, det, rank, inv, eig, trace, norm, ,第三节 矩阵的输入和运算,一、矩阵的输入,1、向量的输入,（1）逐个输入法：如果数据元素之间均用空格（或逗号）隔开，该向量称为行向量；如果数据元素之间均用分号隔开，该向量称为列向量。,（2）冒号生成法：x=first:increment:last，表示包含由first开始，步长为increment,到last结束的组成的行向量。,例:x=2 3 sqrt(3) 5,例:y=0:pi/4:pi,2、矩阵的输入,多维矩阵必须有以下三个要素：整个输入矩阵必须以“ ”为其首尾；矩阵的行与行之间必须用分号“；”或回车键（Enter）隔离；矩阵元素必须由逗号“，”或空格分隔。,例：输入A=1,2,3;4,5,6;7,8,9,3、特殊矩阵的函数生成,zeros(m,n) mn全0阵,eye(m,n) mn对角线1矩阵,ones(m,n) mn全1阵,rand(m,n) mn (0,1) 随机阵,二、矩阵元素的操作,1、取矩阵中的一个元素：x(a,b)其中a,b分别代表元素 的行和列。,2、取矩阵中的一行或一列：x(a,:)，x(:,b)。,3、取矩阵A的第i1i2行、第j1j2列构成新矩阵： A(i1:i2,j1:j2)。,4、将矩阵A和B拼接成新矩阵：A B；A；B。,三、矩阵的运算,1、矩阵与标量之间的运算,2、矩阵运算,矩阵运算符 含义 A 矩阵共轭转置 A+B 矩阵相加 A-B 矩阵相减 A*B 矩阵相乘 A/B 矩阵相除（左除）除 BA 矩阵相除（右除）元素除 An A阵的 n次幂,注：两矩阵相除，主要用于方程组求解：a*x=b的解为 x=ab；x*a=b的解为x=b/a。,3、矩阵元素与矩阵元素的运算,A. 矩阵元素的共轭转置 A.+B 矩阵对应元素相加 A.-B 矩阵对应元素相减 A.*B 同维数组对应元素相乘 A./B A的元素被B的对应元素除 B.A A的元素被B的对应元素除 A.n A的每个元素自乘n次,第四节 Matlab的程序设计,一、程序设计的基本原则,1、设置完整的路径，最好把当前的处理位置定为Current Directory。,2、参数值要集中放在程序的开始部分，便于程序维护。,3、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。,4、“%” 后面所有文字为注释，“”表示续行。,5、程序尽量模块化，也就是采用主程序调用子程序的方法，将所有子程序合并在一起来执行全部的操作。,二、关系运算符与逻辑运算符,关系运算符有, =, =, =(不等于),逻辑运算符有&(and), |(or) , (not),例1：A=1:9,L1=(A5) %判断A中，哪些元素不大于5 L2=(A3)&(A7) %判断A中，哪些元素大于3小于7,L1 =1 1 1 1 1 0 0 0 0 L2 =0 0 0 1 1 1 0 0 0,A1 2 3 4 5 6 7 8 9,当关系成立时结果为1，否则为0,当运算规则成立时结果为1，否则为0,三、程序的结构,与C语言类似，MATLAB程序的控制结构也分为顺序结构、选择结构和循环结构三种，其控制语句主要有if，switch ，for，while四个，下面分别进行介绍。,1、if 分支结构,格式1：,if end,格式2：,if else end,格式3：,if elseif elseif else end,例2：对于下述分段函数，用键盘输入变量的值，计算其 相应的函数值,x=input(input the value of x:) if x1 y=1 end if (x0) & (x=1) y=x end if x=0 y=0 end,x=input(input the value of x:) if x1 y=1 elseif x0 y=x else y=0 end,用一般分支结构,用嵌套结构,2、switch 分支结构,格式：,switch case case case otherwise end,注：当表达式的值为“值1”时，执行“语句组1”，当表达式的值为“值2”时，执行“语句组2”；并依次类推，若所有的条件都不成立，则执行“语句组n+1”；执行完后，执行end后面的语句。,例3：输入一个数，判断它是否能被5整除。,n=input(输入n); switch mod(n,5) case 0 fprintf(%d可被5整除,n) otherwise fprintf(%d不能被5整除,n) end,3、for 循环结构,for循环允许一组命令以固定的和预定的次数重复。,格式：,for i初值：增量：终值 语句1 语句n end,for循环也可以嵌套使用,例4：求12+100的和。,sum=0 for i=1:100 sum=sum+i; end sum,例5：设计九九乘法表。,for i=1:9 for j=1:9 a(i,j)=i*j ; end end,4、while循环结构,格式：,while循环一般用于事先不能确定循环次数的情况。也可以嵌套使用。,while 逻辑表达式 循环体语句 end,只要表达式的值为1（真），就执行while与end之间的语句体，直到表达式的值为0（假）时终止该循环。,例6：求1100的偶数和,x=0; sum=0; while x101 sum=sum+x; x=x+2; end sum,四、程序的流程控制,1、continue命令,continue语句通常用于for或while循环体中，作用就是终 止一次循环的执行，当if 条件满足时，跳过本次循环未执 行的语句，直接去执行下一次循环。,2、break命令,break语句也常用于for或while循环体中，与if一同使用， 当if后的表达式为真时，就跳出当前的循环,例7：a=3; b=6; for i=1:3 b=b+1 if i2 continue end a=a+2 end,输出：b=7 b=8 a=5 b=9 a=7,例8：a=3; b=6; for i=1:3 b=b+1 if i2 break end a=a+2 end,输出：b=7,五、M文件,包含MATLAB语言代码的文件称为M文件，你可以 象使用其它的MATLAB函数或命令一样使用它们。,1、建立M文件,3）保存程序： 单击 “save” 按钮，出现一个对话框，在文件名一框中键入一个文件名，单击“保存”按钮。,1）进入程序编辑器（MATLAB Editor/Debug）： 从“File”菜单中选择“New”及“M-file”项或单击“New-file”按钮。,2）输入程序,2.命令M文件及其运行,命令文件没有输入参数，也不返回输出参数，只是一些命令行 的组合。命令M文件中的命令可以访问MATLAB工作区中的 所有变量，而且其中的所有变量也成为工作区的一部分。,例9：在文本编辑窗口输入 x=4；y=6；z=2； f1=x+y+z f2=x*25+y*22+z*99 per=f2/f1,然后以ch212.m命名保存，这就是一个命令M文件。,运行此命令M文件只需在命令窗口输入ch212即可运行。,3. 函数M文件及其调用,在MATLAB编辑窗口还可建立函数M文件，我们可以根 据需要建立自己的函数文件，它们能够像库函数一样方 便地调用，从而可扩展MATLAB的功能。,函数M-文件的组成格式如下：,function 输出参数列表=函数名（形式参数列表） 函数体语句； end,注：,（1）、函数M文件的文件名必须与其函数名相同。,（2）、输出变量如果多于1个，则应该用方括号括起来； 输入变量应该用逗号隔开；当函数无输出参数时，输出参 数项空缺或者用空的中括号表示。,（3）、函数M文件不