第02课_MATLAB数据1.ppt

1、1.1 MATLAB的几点常识,MATLAB=MATrix LABoratory 。 MATLAB是Clever Moler博士最初用Fortran 开发的符号科学计算语言 。 1984年成立MathWorks公司，推出MATLAB第1版(DOS版)。 MATLAB以解释方式运行（也可部分实现编译），因此它一般不能脱离MATLAB集成环境工作。,复习,1.2 MATLAB的主要功能,1. 数值计算和符号计算功能 2. 绘图功能 3. MATLAB编程语言 4. MATLAB工具箱,1.3 MATLAB系统的启动与退出,1.3.1 启动 有3种常见方法： (1) “开始”“程序”“Matlab”

2、“MATLAB 6.5” 。 (2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。 (3)建立MATLAB快捷方式。 1.3.2 退出,1.4 MATLAB命令窗口,1.4.1 菜单栏 在MATLAB 命令窗口的菜单栏，共包含File、Edit、View、Window和Help等5个菜单项。 1.4.2 工具栏 MATLAB 命令窗口的工具栏共提供了10个命令按钮。,1.4.3 命令编辑区 1. 命令编辑区的作用 命令编辑区用于输入命令和显示计算结果。 2. 命令行的输入规则 一个命令行输入一条命令，命令行以回车结束。 一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之间以逗号分隔，若前一命令后带有

3、分号，则逗号可以省略。 如果一个命令行很长，要加续行符（三个小黑点）。 3. 命令行的编辑,4. 几个常用命令 who %查阅内存变量，只有变量名称 whos %查阅内存变量，包括变量的其他属性，如大小、规格、数据类型等 clear %删除内存中的所有变量 clear v1 v2 %删除内存中的变量v1,v2，注意被删除的变量必须用空格分隔 dir %显示目录中的文件 cd c:my_dir %使C:my_dir成为当前目录 mkdir(c:,my_dir) %在C盘上创建目录my_dir X=1;Y=2;Z=3; %变量的定义与赋值 save saf X Y Z %选择内存中的X,Y,Z变量

4、保存为saf.mat文件 load saf Z %将saf.mat文件中的变量Z装入内存,1.5 MATLAB文件管理,1.5.1 MATLAB的目录结构（工作目录） 1.5.2 MATLAB的搜索路径与搜索过程(见书) 1.5.3 用户目录的设置 将用户目录设置成当前目录使用cd命令。 注意：设置的当前目录只是在当前启动的MATLAB环境下有效，一旦MATLAB重新启动，必须重新设置。,1.5.4 搜索路径的设置 1. 用path命令设置搜索路径（见书) 使用path命令可以把用户目录临时纳入搜索路径。例：path(path,c:my_dir) 或 path(c:my_dir, path)

5、注意: 设置的搜索路径仅在当前启动的MATLAB环境下有效，一旦MATLAB重新启动，必须重新设置。 2. 用设置路径对话框设置搜索路径 设置路径对话框可用来设置当前目录和永久性改变搜索路径。 (1)设置路径对话框的启动 (2)设置路径对话框的操作,1.6 MATLAB帮助系统,1.6.1 帮助命令 1. help命令 help命令是查询函数语法的最基本方法，查询信息直接显示在命令窗口。 2. lookfor命令 lookfor对搜索范围内的M文件进行关键字搜索，条件比较宽松。 1.6.2 帮助窗口 1.6.3 帮助桌面 1.6.4 在线帮助页,第2章 MATLAB数据,2.1 MATLAB数

6、据的特点 2.2 变量和赋值 2.3 MATLAB矩阵 2.4 MATLAB运算 2.5 字符串 2.6 结构和单元,2.1 MATLAB数据的特点,1矩阵是MATLAB最基本、最重要的数据对象。单个数据(标量)可以看成是矩阵的特例。 【注：Matlab中使用变量时不需要说明变量的数据类型，系统将根据赋给变量的值来确定变量的数据类型。】 2MATLAB数据类型 数值数据：双精度型 字符数据。 结构(Structure)和单元(Cell)。 多维矩阵和稀疏矩阵(Sparse)。,例2. 简单矩阵的输入：,A = 1,2,3 4,5,6 7,8,9 A = 1,2,3; 4,5,6; 7,8,9

7、A = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9,例1算术运算 a=22+(12+2*(7-4)/32-2(1/2) %注意算术运算的运算符,2.2 数值、变量和赋值,2.2.1 数值的记述 MATLAB的数值采用习惯的十进制或科学计数法表示，可以带小数点或负号。以下记述都合法。 3 -990.001 9.456 1.3e-34.5e33 在采用IEEE浮点算法的计算机上，数值通常采用“占用64位内存的双精度”表示。其相对精度是 eps （MATLAB的一个预定义变量），大约保持有效数字 16位。数值范围大致从10-308到10308。,2.2.2 变量命名规则 变量名、函数名是对字母大小写敏感

8、的。 如变量myvar和MyVar表示两个不同的变量。sin是MATLAB定义的正弦函数名，但SIN,Sin等都不是。 变量名的第一个字符必须是英文字母或下划线，最多可包含63个字符（英文、数字和下连符）。如myvar201是合法的变量名。 变量名中不得包含空格、标点、运算符，但可以包含下连符。 MATLAB提供的标准函数名以及命令名必须用小写字母。,请指出如下5个变量名中，哪些是合法的？ abcd-2xyz_33chan a变量 ABCDefgh,2.2.3 预定义变量 在MATLAB工作空间中，还驻留几个由系统本身定义的变量。它们有特定的含义，在使用时，应尽量避免对这些变量重新赋值。,（表

9、1.3-1 ，必须熟记）,2.2.4 赋值语句 MATLAB赋值语句有两种格式： (1) 变量=表达式 (2) 表达式 一般地，运算结果在命令窗口中显示出来。如果在语句的最后加分号，那么，MATLAB仅仅执行赋值操作，不再显示运算的结果。 在MATLAB语句后面可以加上注释，注释以%开头，后面是注释的内容。,例3指令的续行输入 S=11/2+1/31/4+1/51/6+1/7 -1/8 %把表达式的运算结果值赋给变量S,例4：预定义变量ans sqrt(2),2.2.5 面向复数设计的运算 MATLAB的所有运算都是定义在复数域上的。这样设计的好处是：在进行运算时，不必像其他程序语言那样把实部

10、、虚部分开处理。 为描述复数，虚数单位用预定义变量 i 或 j 表示。 有关复数的函数： real(a) %给出复数a的实部 imag(a) %给出复数a的虚部 abs(a) %给出复数a的模 angle(a) %以弧度为单位给出复数a的相位角,例5复数的运算表达复数 及计算,z1=3+4i %经典教科书的直角坐标表示法 z2=1+2*i %运算符构成的直角坐标表示法 z3=2*exp(i*pi/6) %运算符构成的极坐标表示法 z=z1*z2/z3 % 复数的实虚部、模和幅角计算 real_z=real(z) image_z=imag(z) magnitude_z=abs(z) angle_

11、z_radian=angle(z) %弧度单位 angle_z_degree=angle(z)*180/pi%度数单位,例6 图示复数,的和,z1=4+3*i;z2=1+2*i;%在一个物理行中，允许输入多条指令。 %但各指令间要用“分号”或“逗号”分开。 z12=z1+z2 %以下用于绘图 clf,hold on %clf清空图形窗。逗号用来分隔两个指令。 plot(0,z1,z12,-b,LineWidth,3) plot(0,z12,-r,LineWidth,3) plot(z1,z12,ob,MarkerSize,8) hold off,grid on, axis equal axis

12、(0,6,0,6) text(3.5,2.3,z1) text(5,4.5,z2) text(2.5,3.5,z12) xlabel(real) ylabel(image) shg,例7 用MATLAB计算,能得到 2 吗？,a=-8; r_a=a(1/3)%求3次根 % 先构造一个多项式 p=1,0,0,-a;%p是多项式的系数向量 R=roots(p)%求多项式的根 MR=abs(R(1);%计算复根的模 t=0:pi/20:2*pi;%产生参变量在0到2*pi间的一组采样点 x=MR*sin(t); y=MR*cos(t); plot(x,y,b:),grid on%画一个半径为R的圆

13、hold on plot(R(2),.,MarkerSize,30,Color,r) %画第一象限的方根 plot(R(1,3),o,MarkerSize,15,Color,b) %画另两个方根 axis(-3,3,-3,3),axis square%保证屏幕显示呈真圆 hold off,2.2.6 数据的输出格式 数据输出时用户可以用format命令设置或改变数据输出格式。format命令的格式为： format 格式符 注意，format命令只影响数据输出格式，而不影响数据的计算和存储。,例8 计算表达式的值，并将结果赋给变量x，然后显示出结果。 在MATLAB命令窗口输入命令： x=(5

14、+cos(47*pi/180)/(1+sqrt(7)-2*i) %计算表达式的值 format long format short e,2.2.5 内存变量的管理 1. 内存变量的显示与删除 who和whos这两个命令用于显示在MATLAB工作空间中已经驻留的变量名清单。 clear命令用于删除MATLAB工作空间中的变量。 注意，预定义变量不能被删除。 2. 工作空间浏览器（略）,3. 内存变量文件 利用MAT文件(.mat)可以把当前MATLAB工作空间中的一些有用变量长久地保留下来。 MAT文件的生成和装入由save和load命令来完成。常用格式为： save 文件名 变量名表 -app

15、end-ascii load 文件名 变量名表 -ascii,2.3 MATLAB矩阵,2.3.1 矩阵的建立 1. 直接输入法 将矩阵的元素用方括号括起来，按矩阵行的顺序输入各元素，同一行的各元素之间用空格或逗号分隔，不同行的元素之间用分号分隔。例如 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9,2. 利用M文件建立矩阵 对于比较大且比较复杂的矩阵，可以为它专门建立一个M文件。 例2.2 利用M文件建立MYMAT矩阵。 (1)启动有关编辑程序或MATLAB文本编辑器，并输入待建矩阵. (2)把输入的内容以纯文本方式存盘(设文件名为mymatrix.m)。 (3)运行该M文件，就会自动建立一个名为M

16、YMAT的矩阵，可供以后使用。,3. 利用MATLAB函数建立矩阵 几个产生特殊矩阵的函数：zeros、ones、 eye、rand、randn。 这几个函数的调用格式相似，下面以产生零矩阵的zeros函数为例进行说明。其调用格式是： zeros(m) 产生mm零矩阵 zeros(m,n) 产生mn零矩阵。 zeros(size(A) 产生与矩阵A同样大小的零矩阵,例9 分别建立33、32和与矩阵A同样大小的零矩阵。 (1)建立一个33零矩阵：zeros(3) (2)建立一个32零矩阵：zeros(3,2) (3)建立与矩阵A同样大小零矩阵：zeros(size(A),4. 建立大矩阵 大矩阵可由方括号中的小矩阵建立起来。例如 A=1 2 3;4 5 6;7 8 9; C=A,eye(size(A); o