matlab 基础03

1、MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第1页第第3章章 数组和数组运算数组和数组运算 MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社教学目标教学重点教学内容MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第2页教学目标l掌握数组的创建方法掌握数组的创建方法l掌握数组的查找、寻址及排序掌握数组的查找、寻址及排序l掌握数组的运算掌握数组的运算l数组的裁剪与扩展数组的裁剪与扩展l了解多维数组及其操作了解多维数组及其操作MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出

2、版社2021年7月10日第3页教学重点l数组的创建方法数组的创建方法l数组的查找数组的查找l数组寻址数组寻址l数组排序数组排序l数组运算数组运算l数组的扩展与裁剪数组的扩展与裁剪l多维数组及其操作多维数组及其操作MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第4页教学内容l数组的创建方法数组的创建方法l数组的查找数组的查找l数组寻址数组寻址l数组排序数组排序l数组运算数组运算l数组的扩展与裁剪数组的扩展与裁剪l多维数组及其操作多维数组及其操作MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第5页数组的创建方法

3、（数组的创建方法（1/3）l一维数组的创建一维数组的创建l要想在要想在MATLAB 中创建一个一维数组，用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，最后个数值并用逗号（或者空格）隔开，最后用一个右方括号结束。用一个右方括号结束。l常用等差、等比数组的创建方法。常用等差、等比数组的创建方法。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第6页数组的创建方法（数组的创建方法（2/3）l二维数组的创建二维数组的创建l创建二维数组与创建一维数组的方式类似。创建二维数组与创建一

4、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，用分号或者软回车同一行的不同元素，用分号或者软回车（Shift + Enter）区分不同行。）区分不同行。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第7页数组的创建方法（数组的创建方法（3/3）l用其他方式生成数组用其他方式生成数组 等差数组的生成等差数组的生成 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用数组生成函数生成数组 eye：生成单位矩阵 lin

5、space：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 MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第8页数组的查找数组的查找l数组的查找函数是数组的查找函数是find，它能够查找数组中的非零，它能够查找数组中的非零数组元素，并返回其数组索引值。数组元素，并返回其数组索引值。lfind函数在函数在MATLAB中的使用语法形式：中的使用语法形式：(1) a=find(A)返回数组返回数组A中非零元素的单下标索引中非零元素的单下标索引(2)a,b=find(A)返回数组返回数组A中非零元素的双下标索引中非零元素的双下标索引放方式。放

6、方式。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第9页数组寻址数组寻址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，需要对数组进行元素或者多个元素进行访问时，需要对数组进行寻址运算。寻址运算。l在在 MATLAB 中，数组寻址是通过对数组下标的中，数组寻址是通过对数组下标的访问来实现的。访问来实现的。l如果需要访问数组种的多个数据，可以通过下标如果需要访问数组种的多个数据，可以通过下标数组进行数组进行 l当下标数组为利用冒号表示的等差数组时，可以当下标数组为利用冒号表示的等差数组

7、时，可以省略下标数组的中括号。省略下标数组的中括号。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第10页数组排序数组排序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，完成这一操作，MATLAB 提供了提供了 sort 函数，该函数将任函数，该函数将任意给定的序列进行排序。意给定的序列进行排序。lsort 函数的调用格式有：函数的调用格式有： B = sort(A) B = sort(A,dim) B = sort(.,mode) B,IX = sort(.)l其中的其中的 B 为

8、保存结果的数组；为保存结果的数组；A 为待排序的数组，当为待排序的数组，当 A 为多维数组时，用为多维数组时，用 dim 指定需要排序的维数（默认为指定需要排序的维数（默认为1）；）；mode 为排序的方式，可以取值为排序的方式，可以取值“ascend”和和“descend”，分别表示升序和降序，默认为升序；，分别表示升序和降序，默认为升序；IX 用用于存储排序后的下标数组。于存储排序后的下标数组。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第11页数组运算数组运算l内容：内容： 数组的数值运算数组的数值运算 数组的加减法 数组的乘除法 数组的乘方

9、 数组的关系运算数组的关系运算 数组数组MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第12页数组的加减法数组的加减法l数组加减法为数组元素的加减法，与矩阵数组加减法为数组元素的加减法，与矩阵加减法相同。利用运算符加减法相同。利用运算符“+”和和“-”实现实现该运算。需要注意的是相加或相减的两个该运算。需要注意的是相加或相减的两个数组必须有相同的维数，或者是数组与数数组必须有相同的维数，或者是数组与数值相加减。值相加减。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第13页数组的乘除法数组的乘除法l数组乘除

10、为元素的乘除，通过运算符数组乘除为元素的乘除，通过运算符“.*”和和“./”来实现。运算时需要两个数组有相来实现。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。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，作为分母的数注意：在进行除法操作时，作为分母的数组中不能包含组中不能包含 0 元素。元素。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第14页数组的乘方数组的乘方l数组乘方用符号数组乘方用符号“.”实现。数组乘方运算以三种实现。数组乘方运算以三种方式进行。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底为数组，指数

11、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。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底和指数都是数组的形式。此时两个数组需要有

12、相同的维数。返回结果为一个数组，维数与前面两个数组的维数。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。相同，每个元素为底数数组和指数数组做乘方的结果。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第15页数组的关系运算数组的关系运算 l两个数之间的关系通常有两个数之间的关系通常有6种描述：小于（种描述：小于（）、等于（）、等于（=）、小于等于（）、小于等于（=）和不等于（）和不等于（=）。）。MATLAB 在比在比较两个元素大小时，如果表达式为真，则返回结较两个元素大小时，如果表达式为真，则返回结果果1，否则

13、返回，否则返回0。l在在 MATLAB 中，可以通过关系运算符实现数组中，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，结果数组的的关系运算。返回结果为一个数组，结果数组的元素为元素为0或者或者1，由相互比较的两个数组的相应元，由相互比较的两个数组的相应元素的比较结果决定。素的比较结果决定。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第16页数组的扩展与裁剪数组的扩展与裁剪l数组编辑器扩展数组数组编辑器扩展数组l索引扩展数组索引扩展数组lCat函数扩展数组函数扩展数组l冒号操作符裁剪数组冒号操作符裁剪数组l数组元素的删除数组元素的删除M

14、ATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第17页 数组编辑器扩展数组数组编辑器扩展数组 双击双击MATLAB界面工作区中的任一数组变界面工作区中的任一数组变量，都能打开数组编辑器，对该数组进行编量，都能打开数组编辑器，对该数组进行编辑操作辑操作 MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第18页索引扩展数组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。索引扩展是数组扩展中较为常用的一种方法。比如目前有一个比如目前有一个n行行m列的数组列的数组A，要通过索，要通过索引来扩展该数组，那么可以使用超

15、出目前数引来扩展该数组，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。新添位置上默认赋值为。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第19页cat函数扩展数组函数扩展数组 cat系列函数包括：系列函数包括：cat，horzcat和和vertcat。不管哪个连接函。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

16、向上数，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。尺寸一致。l cat函数函数语法：语法：Z=cat(dim,A,B,C,)lhorzcat函数函数语法：语法：Z=horzcat(A,B,C)lvertcat函数函数语法：语法：Z=vertcat(A,B,C)MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第20页冒号操作符裁剪数组冒号操作符裁剪数组 l冒号裁剪符的使用方法是：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，该式子表示的是提取数组的，等行，等行，等列，等列，组成一个新的数组。此外，在数字索引访问数

17、组的组成一个新的数组。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。的话，则表示取这一个索引位置的所有数组元素。比如对一个比如对一个3行行3列的数组列的数组A，(1,:)表示取数组表示取数组A的的第一行所有元素。第一行所有元素。l也可以通过数组编辑器来裁剪数组也可以通过数组编辑器来裁剪数组MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第21页数组元素的删除数组元素的删除 l删除数组元素，可以通过将该位置的数组元素赋值删除数组元素，可以通过将

18、该位置的数组元素赋值为空方括号为空方括号()即可，一般配合冒号使用，将数组中的即可，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。不能是数组内部的块或者单元格。MATLAB R2007基础教程基础教程 清华大学出版社清华大学出版社2021年7月10日第22页多维数组多维数组l从从 MATLAB 5开始，开始，MATLAB 开始支持多开始支持多维数组。维数组。MATLAB 对多维数组的操作与一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，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。理中有着非常广泛的应用。l三维数组的第三维称为三维数组的第三维称为“页页”，即一个三，即一个三维数组由行、列和页组成，其中每一页包维数组由行、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。一页的二维数组必须有相同的维数。MATLAB R2007基础教程基础教程