第2章基本使用方法ppt课件

1、第第2章章 根本运用方法根本运用方法 教学目的教学目的教学重点教学重点教学内容教学内容教学目的l掌握利用掌握利用 MATLAB 2019 的命令窗口进展的命令窗口进展简单的数学运算简单的数学运算l了解了解 MATLAB 2019 的根本数学函数的根本数学函数l掌握常用的操作命令和快捷键掌握常用的操作命令和快捷键l了解了解 MATLAB 2019 的数据类型的数据类型l了解了解 MATLAB 2019 的操作符的操作符l了解了解 MATLAB 2019 脚本编程脚本编程教学重点l掌握利用掌握利用 MATLAB 2019 的命令窗口进展的命令窗口进展简单的数学运算简单的数学运算l掌握常用的操作命令

2、和快捷键掌握常用的操作命令和快捷键l了解了解 MATLAB 2019 的数据类型的数据类型l了解了解 MATLAB 2019 的操作符的操作符教学内容l简单的数学运算简单的数学运算l常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键lMATLAB 2019b 的数据类型的数据类型lMATLAB 2019b 的操作符的操作符lMATLAB 2019b 的根本数学函数的根本数学函数lMATLAB 2019b 脚本编程脚本编程简单的数学运算简单的数学运算1/5l最简单的计算器运用法最简单的计算器运用法l直接输入法直接输入法 l存储变量法存储变量法简单的数学运算简单的数学运算2/5l表达式书写规那么表达式书

3、写规那么l在大多数情况下，在大多数情况下，MATLAB 对空格不予处置，因对空格不予处置，因此在书写表达式时，可以利用空风格整表达式的此在书写表达式时，可以利用空风格整表达式的格式，使表达式更易于阅读。格式，使表达式更易于阅读。l在在 MATLAB 表达式中，遵守四那么运算法那么，表达式中，遵守四那么运算法那么，与通常法那么一样。即运算从左到右进展，乘法与通常法那么一样。即运算从左到右进展，乘法和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，括号的运算级别最高；在有多重括号存在的情况括号的运算级别最高；在有多重括号存在的情况下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展

4、。下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展。l需求留意的是，在需求留意的是，在 MATLAB 中只用小括号代表中只用小括号代表运算级别，中括号只用于生成向量和矩阵，花括运算级别，中括号只用于生成向量和矩阵，花括号用于生成单元数组。号用于生成单元数组。简单的数学运算简单的数学运算3/5lMATLAB 的数学运算符 l需求留意的是，右除和左除的意义并不一样。右除为常规的除法，而左除的意义为：ab=b/a。 符号功能实例+加法3+5=8-减法3-5=-2*矩阵乘法3*5=15.*乘，点乘，即数组乘法/右除3/5 =0.6000./数组右除左除35= 1.6667.数组左除乘方35= 243.数组乘方矩阵共

5、轭转置.矩阵转置简单的数学运算简单的数学运算4/5l 标点符号的运用 l 在 MATLAB 中，标点符号有着充分的意义，可以用标点符号进展运算，或者标点符号可以包含特定的意义。 标点符号定义标点符号定义分号（;）数组行分隔符；取消运行显示点（.）小数点；结构体成员访问逗号（,）数组列分隔符；函数参数分隔符省略号（）续行符冒号（:）在数组中应用较多，如生成等差数列引号（）定义字符串圆括号（( )）指定运算优先级；函数参数调用；数组索引等号（=）赋值语句方括号（ ）定义矩阵感叹号（!）调用操作系统运算花括号（ ）定义单元数组百分号（%）注释语句的标识简单的数学运算简单的数学运算5/5l分号分号;l

6、 分号用于区分数组的行，或者用于一个语分号用于区分数组的行，或者用于一个语句的结尾处，取消运转显示。句的结尾处，取消运转显示。l百分号百分号% l 该符号用于在程序文本中添加注释，添加该符号用于在程序文本中添加注释，添加程序的可读性。百分号之后的文本都将视程序的可读性。百分号之后的文本都将视作注释，系统不对其进展编译。作注释，系统不对其进展编译。MATLAB 中的常用数学函数中的常用数学函数 lMATLAB 提供了一系列的函数支持根本的数学运算，这些函数中的大多数调用格式和我们平常的书写习惯一致，方便用户记忆和书写。常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键1/3l为方便用户操作，为方便用户

7、操作，MATLAB 中定义了一些中定义了一些快捷键。掌握一些常用的操作命令和快捷快捷键。掌握一些常用的操作命令和快捷键，可以使得对键，可以使得对 MATLAB 的操作更加便利。的操作更加便利。 常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键2/3l常用的操作命令命令功能命令功能cd显示或改变工作目录hold图形保持命令clc清空命令窗口load加载指定文件中的变量clear清除工作区中的变量pack整理内存碎片clf清除图形窗口path显示搜索目录diary日志文件命令quit退出 MATLABdir显示当前目录下文件save保存内存变量disp显示变量或文字的内容type显示文件内容echo命

8、令窗口信息显示开关常用的操作命令和快捷键常用的操作命令和快捷键3/3l常用的操作快捷键快捷键功能快捷键功能(Ctrl + p)调用上一行Home（ctrl+a）移动到命令行开头(Ctrl + n)调用下一行End（ctrl+e）移动到命令行结尾(Ctrl + b)光标左移一个字符Ctrl + Home移动到命令窗口顶部(Ctrl + f)光标右移一个字符Ctrl + End移动到命令窗口底部Ctrl + 光标左移一个单词Shift + Home选中光标和表达式开头之间的内容Ctrl + 光标右移一个单词Shift + End选中光标和表达式结尾之间的内容Esc取消当前输入行Ctrl + k剪切

9、光标和表达式结尾之间的内容MATLAB 2019b 的数据类型的数据类型l整数整数 l浮点数浮点数 l复数复数 l逻辑变量逻辑变量 l各种数据类型之间的运算各种数据类型之间的运算 l各种数据类型之间的转换各种数据类型之间的转换 l数据类型操作函数数据类型操作函数 l变量变量 l系统预定义的特殊变量系统预定义的特殊变量 数据类型操作函数数据类型操作函数l其中的 type 包括 numeric、integer、float 和一切的数据类型。 函数描述double创建或转化为双精度类型single创建或转化为单精度类型int8,int16,int32,int64创建或转化为相应的有符号整数类型uin

10、t8,uint16,uint32,uint64创建或转化为相应的无符号整数类型isnumeric判断是否为整数或浮点数，是则返回true（或者1）isinteger判断是否为整数，是则返回true（或者1）isfloat判断是否为浮点数，是则返回true（或者1）isa(x,type)判断是否为 type 指定的类型，是则返回true（或者1）cast(x,type)设置x的类型为 typeintmax(type)type 类型的最大整数值intmin(type)type 类型的最小整数值realmax(type)type 类型的最大浮点实数值realmin(type)type 类型的最小浮点

11、实数值eps(type)type 类型eps值eps(x)变量x的eps值整数整数lMATLAB 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。l上述整数数据类型除了定义范围不同外，具有一样的性质。数据类型描述uint88位无符号整数，范围为0255（即028-1）int88位有符号整数，范围为-128127（即-2727-1）uint1616位无符号整数，范围为065535（即0216-1）int1616位有符号整数，范围为-3276832767（即-215215-1）uint3232位无符号整数，范围为04294967295（即0232-1）int3232位有符号整数，范围

12、为-21474836482147483647（即-231231-1）uint6464位无符号整数，范围为018446744073709551615（即0264-1）int6464位有符号整数，范围为-92233720368547758089223372036854775807（即-263263-1）定义整数变量定义整数变量l定义变量：由于定义变量：由于 MATLAB 默许的数据类型默许的数据类型为双精度型，因此在定义整形变量时，需为双精度型，因此在定义整形变量时，需指定变量的数据类型。指定变量的数据类型。整数运算整数运算1/2l运算：类型一样的整数之间可以进展运算，前往运算：类型一样的整数之间

13、可以进展运算，前往一样类型的结果。在进展加、减和乘法运算时比一样类型的结果。在进展加、减和乘法运算时比较简单，在进展除法运算时略微复杂一些，由于较简单，在进展除法运算时略微复杂一些，由于在多精度情况下，整数的除法不一定能得到整数在多精度情况下，整数的除法不一定能得到整数的结果。在进展除法时，的结果。在进展除法时，MATLAB 首先将两个数首先将两个数视为双精度类型进展运算，然后将结果转化为相视为双精度类型进展运算，然后将结果转化为相应的整形数据。应的整形数据。lMATLAB 中不允许进展不同整数类型之间的运算。中不允许进展不同整数类型之间的运算。整数运算整数运算2/2l由于每种整数数据类型都有

14、相应的取值范围，因此数学运算有能够产由于每种整数数据类型都有相应的取值范围，因此数学运算有能够产生结果溢出。生结果溢出。MATLAB 利用饱和处置处置此类问题，即当运算结果利用饱和处置处置此类问题，即当运算结果超出了此类数据类型的上限或下限时，系统将结果设置为该上限或下超出了此类数据类型的上限或下限时，系统将结果设置为该上限或下限。限。l例例 2-10 整数运算中的数据溢出整数运算中的数据溢出l x=int8(100);l y=int8(90);l z=x+ylz =l 127l x-3*ylans =l -27l x-y-y-ylans =l -128结果溢出上限，因此结果为127 3*y溢

15、出上限，结果为127，继续计算，得到最后结果-27 计算x-y-y-y时，从左到右进展计算，结果溢出下限，因此结果为-128 浮点数浮点数1/2lMATLAB 的默许数据类型是双精度类型的默许数据类型是双精度类型double。为了节省存储空间，。为了节省存储空间，MATLAB 也支持单精度数据类型的数组。也支持单精度数据类型的数组。 浮点数浮点数2/2l例例 单精度和双精度数据类型的取值范围和精度单精度和双精度数据类型的取值范围和精度l realmin(single)lans =l 1.1755e-038l realmax(single)lans =l 3.4028e+038l eps(sin

16、gle)lans =l 1.1921e-007l realmin(double)lans =l 2.2251e-308l realmax(double)lans =l 1.7977e+308l eps(double)lans =l 2.2204e-016l创建单精度类型的变量时需求声明变量类型，与创建整型变量类似。单精度数据类型的数据进展运创建单精度类型的变量时需求声明变量类型，与创建整型变量类似。单精度数据类型的数据进展运算时，前往值为单精度。算时，前往值为单精度。复数复数l复数由两个部分组成：实部和虚部。根本复数由两个部分组成：实部和虚部。根本虚数单位等于，在虚数单位等于，在 MATLAB

17、 中虚数单位由中虚数单位由 i 或者或者 j 表示。表示。lMATLAB 中可以经过两种方法创建复数，中可以经过两种方法创建复数，第一种方法为直接输入法，另一种创建复第一种方法为直接输入法，另一种创建复数的方法为经过数的方法为经过 complex 函数。函数。 复数复数lcomplex 函数的调用方法如下。函数的调用方法如下。 lc = complex(a,b)，前往结果，前往结果 c 为复数，其实部为复数，其实部为为 a，虚部为，虚部为 b。输入参数。输入参数 a 和和 b 可以为标量，可以为标量，或者维数、大小一样的向量、矩阵或者多维数组，或者维数、大小一样的向量、矩阵或者多维数组，输出参

18、数和输出参数和 a 和和 b 的构造一样。的构造一样。a 和和 b 可以有不可以有不同的数据类型，当同的数据类型，当 a 和和 b 为各种不同的类型时，为各种不同的类型时，前往值分别为：前往值分别为：l当当 a 和和 b 中有一个为单精度时，前往结果为单精中有一个为单精度时，前往结果为单精度；度；l假设假设 a 和和 b 其中一个为整数类型，那么另外一个其中一个为整数类型，那么另外一个必需有一样的整数类型，或者为双精度型，前往必需有一样的整数类型，或者为双精度型，前往结果结果 c 为一样的整数类型。为一样的整数类型。lc = complex(a)，只需一个输入参数，前往结果，只需一个输入参数，

19、前往结果 c 为复数，其实部为为复数，其实部为 a，虚部为，虚部为 0。但是此时。但是此时 c 的数据类型为复数。的数据类型为复数。逻辑数组逻辑数组1/5l逻辑数据类型经过逻辑数据类型经过 1 和和 0 分别表示逻辑真分别表示逻辑真和逻辑假。一些和逻辑假。一些 MATLAB 函数或操作符会函数或操作符会前往逻辑真或逻辑假表示条件能否满足。前往逻辑真或逻辑假表示条件能否满足。如表达式如表达式 (5 * 10) 40 前往逻辑真。前往逻辑真。l在在 MATLAB 中，存在逻辑数组，如下面的中，存在逻辑数组，如下面的表达式前往逻辑数组：表达式前往逻辑数组：l 30 40 50 60 70 40lan

20、s =l 0 0 1 1 1逻辑数组逻辑数组2/5l逻辑数组的创建逻辑数组的创建 l创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入元素的值为元素的值为 true 或者或者 false l逻辑数组也可以经过逻辑表达式生成逻辑数组也可以经过逻辑表达式生成逻辑数组逻辑数组3/5lMATLAB 中前往逻辑值的函数和操作符 函数说明true, false将输入参数转化为逻辑值logical将数值转化为逻辑值& (and), | (or), (not), xor, any, all逻辑操作符&, |“并”和“或”的简写方式= (eq), = (ne), (gt),

21、 = (ge)关系操作符所有的 is* 类型的函数，cellfun判断函数strcmp, strncmp, strcmpi, strncmpi字符串比较逻辑数组逻辑数组4/5l逻辑数组的运用逻辑数组的运用 l用于条件表达式用于条件表达式 l假设仅当条件成立时执行某段代码，可假设仅当条件成立时执行某段代码，可以运用逻辑数组进展判别和控制以运用逻辑数组进展判别和控制 l用于数组索引用于数组索引l在在 MATLAB 中支持经过一个数组对另中支持经过一个数组对另一个数组进展索一个数组进展索逻辑数组逻辑数组5/5l逻辑数组的判别 lMATLAB 中提供了一组函数用于判别数组能否为逻辑数组 函数功能who

22、s(x)显示数组 x 的元素值及数据类型islogical(x)判断数组 x 是否为逻辑数组，是则返回真isa(x, logical)判断数组 x 是否为逻辑数组，是则返回真class(x)返回数组 x 的数据类型cellfun(islogical, x)判断单元数组的每个单元是否为逻辑值变量变量lMATLAB 的变量命名规那么与其他计算机言语类的变量命名规那么与其他计算机言语类似，这一节引见似，这一节引见 MATLAB 的命名规那么。首先，的命名规那么。首先，变量名必需是一个单一的词，不能包含空格，另变量名必需是一个单一的词，不能包含空格，另外其命名必需符合以下规那么：外其命名必需符合以下规

23、那么：l1变量名区分大小写。如变量名区分大小写。如 pi 和和 Pi 是两个不同是两个不同的变量。在命令窗口中输入如下的命令，查看其的变量。在命令窗口中输入如下的命令，查看其结果。结果。l2变量名长度不超越变量名长度不超越63个字符，超越的部分个字符，超越的部分将会被忽略。将会被忽略。l3变量名必需以字母开场，其后可以为字母、变量名必需以字母开场，其后可以为字母、数字或者下划线。数字或者下划线。MATLAB 中的变量名不支持其中的变量名不支持其他符号，由于其他符号在他符号，由于其他符号在 MATLAB 中具有特殊中具有特殊的意义。的意义。 MATLAB 2019b 的操作符的操作符l关系运算符

24、 lMATLAB 的关系运算符能用来比较两个一样大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量。MATLAB 的关系运算符包括一切常用的比较运算符，如表所示 运算符说明运算符说明小于大于=大于或等于=等于=不等于逻辑运算符逻辑运算符 l逻辑运算符主要包括“与、“或和“非。运用逻辑运算符可以将多个表达式组合在一同，或者对关系表达式取反。MATLAB 中的逻辑运算符如表所示。运算符描述&与&与，只适用于标量。a & b，当 a 的值为假时，则忽略 b 的值|或|或，只适用于标量。a | b，当 a 的值为真时，则忽略 b 的值非运算符优先级运算符优先级 lMATLAB 在执行含有

25、关系运算和逻辑运算的数学运算时，同样遵照一套优先级原那么。MATLAB 首先执行具有较高优先级的运算，然后执行具有较低优先级的运算；假设两个运算的优先级一样，那么按从左到右的顺序执行。MALTAB 中各运算符的优先级顺序如表所示，表中按照优先级从高到低的顺序陈列各运算符。运算符圆括号 ()转置 (.)，共轭转置 ()，乘方 (.)，矩阵乘方 ()标量加法 (+)、减法 (-)、取反 ()乘法 (.*)，矩阵乘法 (*)，右除 (./)，左除 (.)，矩阵右除 (/)，矩阵左除 ()加法 (+)，减法 (-)，逻辑非 ()冒号运算符 (:)小于 ()，小于等于 ()，大于等于 (=)，等于 (=

26、)，不等于 (=)数组逻辑与 (&)数组逻辑或 (|)逻辑与 (&)逻辑或 (|)MATLAB 2019b 的根本数学函数的根本数学函数l位操作函数位操作函数 l逻辑运算函数逻辑运算函数 l集合函数集合函数 l时间与日期函数时间与日期函数 MATLAB 2019b 脚本编程脚本编程l对于一些简单的问题，当需求的命令数很少时，用户可以对于一些简单的问题，当需求的命令数很少时，用户可以直接在直接在 MATLAB 的命令窗口中输入命令。但是，对于多的命令窗口中输入命令。但是，对于多数问题，所需的命令较多，或者需求逻辑运算，进展流程数问题，所需的命令较多，或者需求逻辑运算，进展流程控制，此时采用直接输入命令的方法那么会引起不便。针控制，此时采用直接输入命令的方法那么会引起不便。针对这些问题，一个合理的处理方法是运用脚本文件。脚本对这些问题，一个合理的处理方法是运用脚本文件。脚本文件不接受输入参数，不前往任何值，而是代码的结合，文件不接受输入参数，不前往任何值，而是代码的结合，该方法允许用户将一系列该方法允许用户将一系列 MATLAB 命令输入到一个简单命令输入到一个简单的脚本文件中，只需在的脚本文件中，只需在 MATLAB 命令窗口中执行该文件