MATLAB总复习讲述.ppt

MATLAB期末总复习,MATLAB操作界面,CommandWindow命令窗口CommandHistory历史命令窗口CurrentDirectory当前目录窗口Workspace工作空间窗口,第一章、MATLAB简介,第二章、MATLAB语言基础,MATLAB中变量名的命名规则：变量名必须以字母开头，且只能由字母、数字或者下画线3类符号组成，不能含有空格和标点符号等。(2)变量名区分字母的大小写。(3)变量名不能超过63个字符，第63个字符后的字符被忽略。(4)关键字(如if、while等)不能作为变量名。(5)最好不要用特殊常量符号作变量名。常见的错误命名如f(x)，y，y，A2等。,矩阵/数组运算中的算术运算符,向量运算,向量的生成方法：1.直接输入法2.冒号表达式法3.函数法：线性等分linspace()；A=linspace(a1,an,n)对数等分logspace()A=linspace(a1,an,n),向量的运算,1.向量的加减和数乘运算2.点积运算（dot(A,B)）3.叉积运算（cross(A,B)）,矩阵运算,1.矩阵元素的赋值（直接、全下标、单下标）2.矩阵的创建(1)矩阵的所有元素必须放在方括号()内；(2)每行的元素之间需用逗号或空格隔开；(3)矩阵的行与行之间用分号或回车符分隔(4)元素可以是数值或表达式。,矩阵的创建,1.抽取法2.拼接法3.函数法zeros(m,n)生成mn阶的全0矩阵ones(m,n)生成mn阶的全1矩阵rand(m,n)生成取值在01之间满足均匀分布的随机矩阵randn(m,n)生成满足正态分布的随机矩阵eye(m,n)生成mn阶的单位矩阵magic魔方矩阵,矩阵的创建,4.拼接函数和变形函数法cat和repmat函数cat(n,A1,A2,A3,)，n=1时，表示沿行方向拼接；n=2，表示沿列方向拼接。repmat函数的使用格式是：repmat(A,m,n)，m和n分别是沿行和列方向重复拼接矩阵A的次数。,矩阵的代数运算（矩阵加减、数乘与乘法）矩阵的除法,求线性方程组的解A=14-76;0211;0113;101-1,B=0;-8;-2;1,x=ABA=1001;4210;-7111;613-1,B=0-8-21,x=B/A,矩阵的提取与翻转,triu(A)提取矩阵A的右上三角元素，其余元素补0tril(A)提取矩阵A的左下三角元素，其余元素补0diag(A)提取矩阵A的对角线元素flipud(A)矩阵A沿水平轴上下翻转fliplr(A)矩阵A沿垂直轴左右翻转flipdim(A,dim)矩阵A沿特定轴翻转。dim=1，按行翻转；dim=2，按列翻转rot90(A)矩阵A整体逆时针旋转90,1.数组的加减、数乘与乘法2.数组的除法3.数组的关系与逻辑运算,数组运算,常用的基本数学函数,字符串运算,1.求字符串长度size()length()大2.显示字符串disp(),第三章、MATLAB数值运算,多项式多项式的表达和创建多项式：s4+3s315s22s+9，表示成向量x=13-15-29的形式多项式求值y=polyval(p,x)多项式求根x=roots(P),多项式插值函数,重点yi=interp1(x,y,xi,method)，其中x和y是原已知数据，xi是要内插的数据点，method是插值方法：nearest为寻找最近数据节点(执行速度最快，输出结果为直角转折)linear为线性插值(是默认值，在样本点上斜率变化很大)spline为分段三次样条插值函数，在数据节点处光滑，即左导等于右导(最花时间，但输出结果也最平滑)cubic为三次方程式插值(最占内存，输出结果与spline相似)如果数据变化较大，以spline函数内插所形成的曲线最平滑，效果最好。,例：一个汽车发动机在转速为2000r/min时，温度与时间s的5个测量值已知：时间/s012345温度/C020606877110估计在t=2.5s和t=4.3s时的温度。,多项式拟合函数,请分别用拟合(二阶至三阶)和插值(线性和三次样条)的方法来估测X=9.5时Y的值。,x=1:10y=163270142260436682101014321960p2=polyfit(x,y,2)yp2=polyval(p2,9.5)二阶p3=polyfit(x,y,3)yp3=polyval(p3,9.5)三阶yi1=interp1(x,y,9.5)线性yi2=interp1(x,y,9.5,spline)三次样条,插值和拟合interp1(x,y,xi)（上例）interp1(x,y,xi,cubic)interp1(x,y,xi,spline)p=polyfit(x,y,n)，结合polyval(p,xi),数值微积分,微分和差分,diff函数：计算两个相邻点的差值：diff(x)：返回x对预设独立变量的一次微分值；其中x代表一组离散点xk，k=1,n。dy(x)/dx的数值微分为dy=diff(y)./diff(x)。,cumsum(矩形积分)：cumsum(x)*htrapz(梯形积分)：z=trapz(x,y)quad(辛普森积分)：q=quad(f,a,b)quadl(科茨积分，也称高精度数值积分)：q=quadl(f,a,b),数值积分,x=linspace(0,1,100);y=x./(x.2+4);t=cumsum(y*(1/99);t(99)x=linspace(0,1,100);y=x./(x.2+4);t=trapz(x,y)t=quad(x./(x.2+4),0,1)t=quadl(x./(x.2+4),0,1),在0,1区间内，分别用矩形法，梯形法，辛普森积分法以及科茨积分法对y=x/(x2+4)进行积分。,第四章、结构数组与细胞数组,结构数组1.通过赋值创建结构数组：struct_name(record#).field_name=data2.利用struct函数创建结构数组利用struct函数创建结构数组的格式为(1)struct_name=struct(field1,field2,)(2)struct_name=struct(field1,values1,field2,values2,),结构数组的相关函数,struct创建结构数组isstruct判定是否为结构数组，是结构数组时，其值为真isfield判定域是否在结构数组中，在结构数组中时，其值为真getfield获取域值（重）fieldnames获取结构数组域名（重）rmfield删除结构数组中的域setfield设定域值,细胞数组,细胞数组的创建1通过赋值创建细胞数组cell_namei,j=value花括号和圆括号在使用上的细微区别，花括号表示细胞元素的内容；圆括号表示细胞元素。,细胞数组的创建,2利用函数cell创建细胞数组(1)cell_name=cell(n)(2)cell_name=cell(m,n)或cell_name=cell(mn)(3)cell_name=cell(m,n,p,.)或cell_name=cell(mnp.)(4)cell_name=cell(size(A)创建细胞数组可以对细胞元素直接赋值或采用函数cell，采用函数创建的细胞数组所有元素为空。,例,根据电子班教师和学生信息，建立结构数组teacher和student，并创建细胞数组class，其元素分别为teacher和student。,表1学生信息,表2老师信息,student=struct(number,20050731021,20050731031,name,张小霞,郭凯,.course,数电,高频,score,7590,5687);teacher=struct(id,xx010,xx016,name,姚大志,王佳,course,数电,高频);ts1=teacher;ts2=student;class=ts1ts2,第六章、MATLAB程序设计9（重要）,M文件的两种形式（区别）脚本文件(ScriptFile)：通常用于执行一系列简单的MATLAB命令，运行时只需输入文件名字，MATLAB就会自动按顺序执行文件中的命令；函数文件(FunctionFile)。可以接受参数，也可以返回参数，在一般情况下，用户不能靠单独输入其文件名来运行函数文件，而必须由其他语句来调用，MATLAB的大多数应用程序都以函数文件的形式给出。,函数文件的组成部分,(1)函数定义行(2)H1行(lookfor)(3)帮助文本(help)(4)函数体(5)注释,函数的调用,一般格式：输出参数表=函数名(输入参数表)在编写函数文件调用时常通过nargin、nargout函数来设置默认输入参数，并决定用户所希望的输出参数。,描述下面函数完成的功能（考,functiony=average_2(x)m,n=size(x);if(m=1)|(n=1)|(m=1)forn=1:100s=s+n;endn=1;s=0;whilen1EPS=EPS/2;num=num+1;endnum=num-1EPS=2*EPS（书上）,条件语句,if语句switch语句,if语句,n=input(n=);ifisempty(n)=1a=empty;elseifn=round(n)a=notaninteger;elseifrem(n,2)=0,a=odd;elseifrem(n,2)=0,a=even;elsea=notanumber;enda,switch语句,试用switch语句完成卷面成绩score的转换：(1)score90分，优；(2)90score80分，良；(3)80score70分，中；(4)70score60分，及格；(5)60score，不及格。(书上172讲switch与case的用法）,try语句,解释下列指令，并写出指令运行结果A=1,2,3;4,5,6;B=7,8,9;10,11,12;tryC=A*B;判断矩阵A与矩阵B,是就执行catchC=A.*B;不是。就是数组的乘法endC7,16,27,40,55,72,程序流的控制,数据的输入与输出,键盘输入语句（input）键盘输出语句（disp）,文件的打开,1、fopen语句(1)fid=fopen(filename)：以只读方式打开名为filename的二进制文件，如果文件可以正常打开，则获得一个文件句柄号fid；否则fid=-1。(2)fid=fopen(filename,permission)：以permission指定的方式打开名为filename的二进制文件或文本文件，如果文件可以正常打开，则获得一个文件句柄号fid(非0整数)；否则fid=-1。,文件的关闭,2.fclose语句(1)status=fclose(fid)：关闭句柄号fid指定的文件。如果fid是已经打开的文件句柄号，成功关闭，status=0；否则status=-1。(2)status=fclose(all)：关闭所有文件(标准的输入/输出和错误信息文件除外)。成功关闭，status=0；否则status=-1。,假设文件alphabet.txt中包含26个英文字母，都为大写。用fopen函数打开该文件，并将前5个值读到c变量中。,例,fid=fopen(alphabet.txt,r);c=fread(fid,5)fclose(fid);,第七章数据可视化,基本二维图形绘制plot绘图(1)plot(Y)(2)plot(X,Y)plot(X1,Y1,X2,Y2,Xn,Yn)画出多根曲线,色彩和线型,颜色y：黄yellowb：蓝blueg：绿greenm：洋红magentaw：白whitec：青cyank：黑blackr：红red,线型-实线:点线-.点划线-虚线,标记符号.圆点o圆圈+加号*星号x叉号square或s方块diamond或d菱形朝上三角v朝下三角朝右三角p五角星h六角星,坐标轴及标注,axis(xmin,xmax,ymin,ymax)：x、y轴的起点、终点axison/off：显示/取消坐标轴xlabel(text)：x轴加标注ylabel(text)：y轴加标注title(text)图形加标题legend(text)图形加标注gridon/off：显示/取消网格线boxon/off：给坐标加/不加边框线,在同一图上分别用红色实线和绿色虚线绘制y1=sin(x)和y2=cos(x)在区间0，4*pi的曲线，并标注x轴(VariableX)和y轴(VariableY)x=linsp