MATLAB的基本使用方法.pptVIP

2019/11/19,1,第2章基本使用方法,教学内容:简单的数学运算常用的操作命令和快捷键MATLABR2010a的数据类型MATLABR2010a的运算符MATLAB的一些基础函数MATLAB脚本文件,2019/11/19,2,MATLAB变量,（1）MATLAB变量的特点：MATLAB不需要对变量进行事先声明，也不需要指定变量的类型，系统会根据对变量赋予的值为变量自动指定类型。（2）MATLAB的变量命名规则：1：变量名区分大小写。如pi和Pi是两个不同的变量。在命令窗口中输入如下的命令，查看其结果。2：变量名长度不超过63个字符，超过的部分将会被忽略。3：变量名必须以字母开始，其后可以为字母、数字或者下划线。MATLAB中的变量名不支持其他符号，因为其他符号在MATLAB中具有特殊的意义。（3）系统预定义的特殊变量（P29表2-15）,2019/11/19,3,MATLAB两大特点,1：面向复数设计的运算a=-8;ra=a(1/3)ra=1.0000+1.7321ip=100-a;r=roots(p)r=-2.00001.0000+1.7321i1.0000-1.7321i,2019/11/19,4,2：面向数组设计的运算(1)MATLAB把数据都看作数组进行存储和运算。标量看作（11）的数组数据。(2)为了加快计算速度，MATLAB对以数组形式存储的数据设计了两种基本运算：1数组运算2矩阵运算,2019/11/19,5,2.1简单的数学运算,直接输入法pi*42ans=50.2655没有将结果赋予一个变量时，MATLAB自动将结果赋予一个暂时的变量名ans,2.存储变量法s=pi*42s=50.2655h=2h=2v=s*hv=100.5310,2.1.1最简单的计算器使用方法,2019/11/19,6,2.1.2MATLAB中的常用数学函数,MATLAB提供的基本初等函数包括三角函数、指数函数、对数函数、复数函数、取整和求余函数、坐标变换函数、数理函数和一些特殊函数。教材P14-16MATLAB中使用函数不需要先对函数声明,2019/11/19,7,a=1;b=2;c=sqrt(3);cos_alpha=(a2+b2-c2)/(2*a*b)cos_alpha=0.5000alpha=acos(cos_alpha)%反余弦函数acos()alpha=1.0472alpha=alpha*180/pi%将弧度值转化为角度alpha=60.0000,例2-3：已知三角形三个边长度分别为1、2、，求长度为1和2的两条边的夹角大小。,2019/11/19,8,a=1,b=2,c=sqrt(3)a=1b=2c=1.7321,观察一下符号分号“；”，逗号“，”的区别。,2019/11/19,9,2.1.3MATLAB的数学运算符,ab=b/a。,2019/11/19,10,例：矩阵乘法和点乘,a=12;34;b=23;11;c=a*bc=451013d=a.*bd=2634,a=magic(3)a=816357492,c=ones(2,3)c=111111,魔术矩阵为每行、每列以及对角之和均相等的矩阵,2019/11/19,11,2.1.4标点符号的使用,这些符号必须是在英文状态下输入的,2019/11/19,12,1：分号(;)功能：用于区分数组的行，或者用于一个语句的结尾处，取消运行行显示。2：百分号(%)功能：用于在程序文本中添加注释，提高程序的可读性。百分号之后的文本都将视为注释，系统不对其进行编译。c=ones(2,3);c=ones(2,3)%createa2*3matrixofones.c=111111,2019/11/19,13,3:逗号(,)x=1.545,2.1x=1.54502.1000round(x)ans=22x,xx=1.54502.1000ans=1.54502.1000,x,b=x;x=1.54502.1000,2019/11/19,14,2.2常用的操作命令和快捷键,掌握一些常用的操作命令和快捷键，可以使得对MATLAB的操作更加便利。,2019/11/19,15,clear命令,xx=1.54502.1000clearxx?Undefinedfunctionorvariablex.,2019/11/19,16,快捷键及其功能,2019/11/19,17,2.3MATLABR2010a的数据类型,Matlab常用的数据类型：数值：numeric字符：char逻辑：logical单元：cell结构：struct,2019/11/19,18,数值类型,整数：int8,uint8,int16,uint16等浮点数：单精度(single)和双精度(double)复数:complex,2019/11/19,19,2.3.1整数,MATLAB支持8位、16位、32位和64位的有符号和无符号整数数据类型。上述整数数据类型除了定义范围不同外，具有相同的性质。,2019/11/19,20,整数数据类型的定义,格式：数据类型标识符(数据值)例如：定义一个8位有符号的整数x=30 x=int8(30)测试数据类型函数：class(),x=int8(30)x=30class(x)ans=int8y=80y=80class(y)ans=double,MATLAB默认的数据类型,2019/11/19,21,整数的运算,y=uint8(15)y=15x=uint8(30)x=30x+yans=45x*yans=255,x/yans=2yxans=2xyans=1,左除和右除的关系：yx=x/y,在进行除法时，MATLAB首先将两个数视为双精度类型进行运算，然后将结果转化为相应的整形数据,当运算结果溢出时，系统将结果设置为该数据类型的上限或者下限,2019/11/19,22,x=double(x),y=double(y)x=30y=15y/xans=0.5000z=y/xz=0.5000z=int8(z)z=1,2019/11/19,23,方式一：datatype(variable)例：x=int8(4.5)x=5,方式二：cast(x,type)例：y=cast(4.5,int8)y=5class(y)ans=int8,各种数据类型之间的转换：,2019/11/19,24,不同整数类型之间不能进行运算,x=int8(5)x=5y=int16(23)y=23z=x+y?Errorusing=plusIntegerscanonlybecombinedwithintegersofthesameclass,orscalardoubles.,2019/11/19,25,2.3.2浮点数,MATLAB的默认数据类型是双精度类型（double）。为了节省存储空间，MATLAB也支持单精度数据类型的数组。创建单精度类型的变量时需要声明变量类型，与创建整型变量类似。,x=single(3.4)x=3.4000y=34y=34x+yans=37.4000class(x+y)ans=single,单精度数据类型的数据进行运算时，返回值为单精度。,2019/11/19,26,realmin(single)，realmax(single)ans=1.1755e-038ans=3.4028e+038eps(single)ans=1.1921e-007realmin(double)，realmax(double)ans=2.2251e-308ans=1.7977e+308eps(double)ans=2.2204e-016,例2-12单精度和双精度数据类型的取值范围和精度,2019/11/19,27,2.3.3复数,MATLAB的所有运算是定义在复数域上.MATLAB中虚数单位用i或者j表示通过两种方法创建复数：直接输入法(不建议大家使用）通过complex函数,2019/11/19,28,z=2+3iz=2.0000+3.0000ix=2,y=3,z1=x+y*ix=2y=3z1=2.0000+3.0000i,2+3ix+y*i,2019/11/19,29,x=2,y=3,z1=x+yix=2y=3?Undefinedfunctionorvariableyi.x=int8(2),y=int8(3),z1=x+y*ix=2y=3?Errorusing=mtimesComplexintegerarithmeticisnotsupported.,注意：,是不是复数的实部和虚部不能为整数呢？,2019/11/19,30,complex函数的调用方法如下。,c=complex(a,b)：返回结果c为复数，其实部为a，虚部为b。输入参数a和b可以为标量，或者维数、大小相同的向量、矩阵或者多维数组，输出参数和a和b的结构相同。a和b可以有不同的数据类型，当a和b为各种不同的类型时，返回值分别为：当a和b中有一个为单精度时，返回结果为单精度；如果a和b其中一个为整数类型，则另外一个必须有相同的整数类型，或者为双精度型，返回结果c为相同的整数类型。,2019/11/19,31,x=int8(2),y=int8(3)x=2y=3z2=complex(x,y)z2=2+3i,complex()创建单个复数,2019/11/19,32,a=int8(1234)a=1234b=int8(2345)b=2345c=complex(a,b)c=1+2i2+3i3+4i4+5i,complex()创建复数数组,2019/11/19,33,复数直角坐标和极坐标之间转换,real(z):给出复数z的实部imag(z):给出复数z的虚步abs(z)：给出z的模angle(z)：以弧度为单位给出复数z的幅角,2019/11/19,34,c=complex(a)，只有一个输入参数，返回结果c为复数，其实部为a，虚部为0。但是此时c的数据类型为复数。,x=int8(x)x=2c=complex(x)c=2isreal(c)ans=0,d=complex(a)d=1234isreal(d)ans=0e=x+0*ie=2isreal(e)ans=1,isreal(x)判断x是否为实数,2019/11/19,35,2.3.4逻辑变量,1.逻辑变量的值：逻辑真(1)、逻辑假(0)2.一些MATLAB函数或操作符会返回逻辑真或逻辑假表示条件是否满足。例如：表达式(5*10)40返回逻辑真。3.逻辑数组：数组的元素全部是逻辑值。如下面的表达式返回逻辑数组：304050607040ans=00111,2019/11/19,36,创建逻辑数组,1：创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入元素的值为true或者falsex=true,false,truex=1012：逻辑数组也可以通过逻辑表达式生成x=12342x=0011class(x)ans=logical,2019/11/19,37,MATLAB中返回逻辑值的函数和操作符,2019/11/19,38,逻辑数组的应用,用于条件表达式如果仅当条件成立时执行某段代码，可以应用逻辑数组进行判断和控制str=hellostr=helloifisempty(str)a=5c1=(ac2=(abin2dec(10100)ans=20a=dec2bin(28)a=11100,2019/11/19,50,表2-19MATLAB中的位操作函数,2019/11/19,51,dec2bin(A)ans=11100dec2bin(B)ans=10101bitand(A,B)ans=20bitor(A,B)ans=29bitxor(A,B)ans=9,2019/11/19,52,表2-20MATLAB中的逻辑运算函数,2019/11/19,53,2.6MATLAB脚本文件,对于多数问题，所需的命令较多，或者需要逻辑运算，进行流程控制，此时采用直接输入命令的方法则会引起不便。针对这些问题，一个合理的解决方法是使用脚本文件(M文件)。脚本文件不接受输入参数，不返回任何值，而是代码的结合，该方法允许用户将一系列MATLAB命令输入到一个简单的脚本文件中，只要在MATLAB命令窗口中执行该文件，则会依次执行该文件中的命令。,2019/11/19,54,2.6.1脚本文件的用法,在使用脚本文件时需要注意一点：当前工作区中存在与该脚本同名的变量时，则当输入该文件名时，系统将其作为变量名执行。新建脚本文件可以通过两种方法：1.单击工具栏中的“新建”图表：2.选择File|New|M-file命令,2019/11/19,55,columethesurfaceareaofthecolumeis:12.5664thevolumeofthecolumeis:3.1416,2019/11/19,56,在MATLAB7.0以前的版本中，注释是逐行进行的，采用百分号（%）进行标记。逐行注释不利于用户增加和修改注释内容。在MATLAB7.0及以后的版本中，用户可以使用“%”和“%”符号进行块注释，“%”和“%”分别代表注释块的起始和结束。,2.6.2块注释,2019/11/19,57,2.6.3代码单元,在以往的版本中，MATLAB通过编译器提供的操作命令和工具执行一段选中的代码。在MATLAB7.0及以后的新版本中，用户可以使用代码单元完成这一操作。一个代码单元指用户在M文件中指定的一段代