第2章语言程序设计基础PPT讲稿.ppt
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1、第第第第2 2章语言程序设计章语言程序设计章语言程序设计章语言程序设计基础基础基础基础第1页,共84页,编辑于2022年,星期一内容提要内容提要MATLAB语言的基本使用环境语言的基本使用环境MATLAB语言的数据结构语言的数据结构MATLAB下矩阵的运算下矩阵的运算流程控制结构流程控制结构MATLAB函数编写与技巧函数编写与技巧MATLAB语言下图形的绘制与技巧语言下图形的绘制与技巧三维图形的绘制方法三维图形的绘制方法MATLAB图形用户界面设计技术图形用户界面设计技术提高提高MATLAB程序执行效率的技巧程序执行效率的技巧第2页,共84页,编辑于2022年,星期一2.1 MATLAB语言的
2、基本使用环境语言的基本使用环境MathWorks公司现在每年三月和九月各发布公司现在每年三月和九月各发布一个新版本,分别命名为一个新版本,分别命名为a和和b版版MATLAB语言环境操作界面语言环境操作界面u命令窗口、当前目录窗口、命令历史记录窗口、命令窗口、当前目录窗口、命令历史记录窗口、工作空间窗口;可以只使用命令窗口工作空间窗口;可以只使用命令窗口MATLAB的联机帮助与电子版手册的联机帮助与电子版手册uHelp|MATLAB Helpuhttp:/ 全套全套PDF文件文件第3页,共84页,编辑于2022年,星期一2.2 MATLAB语言的数据结构语言的数据结构强大方便的数值运算功能是强大
3、方便的数值运算功能是MATLAB语言的最显语言的最显著特色之一。著特色之一。MATLAB下最常用数值量为双精度浮点数下最常用数值量为双精度浮点数u占占8个字节个字节(64位位),遵从,遵从IEEE记数法记数法u有有11个指数位、个指数位、52位尾数及一个符号位位尾数及一个符号位u值域的近似范围为值域的近似范围为u其其MATLAB表示为表示为double()其他数据结构其他数据结构uint8()、int16()、int32()、uint16()和和uint32()u符号型数据、字符串、单元数组、结构体、类符号型数据、字符串、单元数组、结构体、类第4页,共84页,编辑于2022年,星期一Float
4、(IEEE754 Single precision 32-bit)23.53=2.35300006866455078125E15.88=5.88000011444091796875E017.64=1.76399993896484375E1 第5页,共84页,编辑于2022年,星期一Double(IEEE754 Double precision 64-bit)23.53=2.35300000000000011368683772162E15.88=5.87999999999999989341858963598E017.64=1.76400000000000005684341886081E1第6页,
5、共84页,编辑于2022年,星期一2.2.1 常量与变量常量与变量常量(保留字符串)常量(保留字符串)ueps:机器的浮点运算:机器的浮点运算误误差限,默差限,默认值认值ui和和j:虚数:虚数单单位,位,-1的平方根,的平方根,i=sqrt(-1)uInf:无:无穷穷大量,大量,-Inf为负为负无无穷穷大大uNaN:不定式(:不定式(Not a Number)upi:圆圆周率周率p的双精度浮点表示的双精度浮点表示变变量:量:u由字母引由字母引导导,可以跟字母、数字和下划,可以跟字母、数字和下划线线等等u区分大小写区分大小写第7页,共84页,编辑于2022年,星期一1.2.2 赋值语句赋值语句两
6、种赋值语句:两种赋值语句:u直接赋值语句直接赋值语句l语句结构语句结构 l后面加分号不显示结果后面加分号不显示结果l无返回变量,结果传给无返回变量,结果传给ansu函数调用语句函数调用语句l语句结构语句结构l一般对应于一般对应于*.m函数函数l同一函数可以有不同的调用格式同一函数可以有不同的调用格式第8页,共84页,编辑于2022年,星期一1.2.3 矩阵的矩阵的MATLAB表示表示复数矩阵为复数矩阵为MATLAB的基本变量单元的基本变量单元矩阵输入矩阵输入MATLAB输入语句输入语句uA=1,2,3;4,5,6;7,8,0;uA=1,2,3;4 5,6;7,8,0;扩展矩阵扩展矩阵uA=A;
7、1 3 5 1;2;3;4无需预先定义维数无需预先定义维数第9页,共84页,编辑于2022年,星期一冒号表达式冒号表达式举例举例uA=0:0.1:1.16复数矩阵的输入复数矩阵的输入MATLAB语句语句uB=1+9i,2+8i,3+7j;4+6j 5+5j,6+4i;7+3i,8+2j 1i矩阵变换成符号型矩阵变换成符号型uC=sym(B)第10页,共84页,编辑于2022年,星期一1.2.3 多维数组的定义多维数组的定义三维数组三维数组MATLAB输入输入第11页,共84页,编辑于2022年,星期一2.3 MATLAB下矩阵的运算下矩阵的运算本节主要内容本节主要内容u矩阵的代数运算矩阵的代数
8、运算u矩阵的逻辑运算矩阵的逻辑运算u矩阵的比较运算矩阵的比较运算u矩阵元素的数据变换矩阵元素的数据变换第12页,共84页,编辑于2022年,星期一2.3.1 矩阵的代数运算矩阵的代数运算矩阵转置:矩阵转置:A、A.加减乘除:加减乘除:A+B、A-B、A*B、AB、B/A矩阵翻转:矩阵翻转:flipud(A)、fliplr(A)、rot90(A)矩阵乘方:矩阵乘方:Ax点运算:点运算:A.*B、A.2、A.AKronecker乘积:乘积:kron(A,B)第13页,共84页,编辑于2022年,星期一矩阵运算举例矩阵运算举例例例1:矩阵的立方根:矩阵的立方根第一立方根第一立方根其他两个立方根可以通
9、过旋转求得其他两个立方根可以通过旋转求得例例2:矩阵乘积和点乘的:矩阵乘积和点乘的MATLAB命令命令第14页,共84页,编辑于2022年,星期一2.3.2 矩阵的逻辑运算矩阵的逻辑运算逻辑型变量的描述逻辑型变量的描述u逻辑型变量:逻辑型变量:logical()u双精度表示逻辑变量:双精度表示逻辑变量:非非0表示逻辑表示逻辑1逻辑运算逻辑运算u逻辑逻辑“与与”:A&Bu逻辑逻辑“或或”:A|Bu逻辑逻辑“非非”:Au逻辑逻辑“异或异或”:xor(A,B)逻辑运算是相应元素之间的运算逻辑运算是相应元素之间的运算第15页,共84页,编辑于2022年,星期一2.3.3 矩阵的比较关系矩阵的比较关系比
10、较关系比较关系u 关系关系、=、N=1:1000;y=Pc(N);plot(N,y,r);第52页,共84页,编辑于2022年,星期一探讨(续)探讨(续)代码代码1N=1:1000;y=Pc(N);plot(N,y,r);u只迭代了一次,相当于只迭代了一次,相当于y=Pc(1);plot(1000,Pc(1),r);代码代码2for N=1:1000,y=Pc(N);endplot(N,y,r);u只绘出一个点只绘出一个点代码代码3for N=1:1000,y(N)=Pc(N);endplot(N,y,r);代码代码4for N=1:1000,y(N)=Pc(N);endplot(1:1000
11、,y,rx);第53页,共84页,编辑于2022年,星期一2.8 MATLAB图形用户界面设计技术图形用户界面设计技术图形界面的优劣往往决定着软件的档次图形界面的优劣往往决定着软件的档次MATLAB的图形用户界面的图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)设计技术对设计出设计技术对设计出良好的通用软件十分重要良好的通用软件十分重要本节主要内容本节主要内容u图形界面设计工具图形界面设计工具Guideu句柄图形学及句柄对象属性句柄图形学及句柄对象属性u菜单系统设计菜单系统设计u界面设计举例与技巧界面设计举例与技巧u工具栏设计工具栏设计第54页,共84页,编辑于2022
12、年,星期一2.8.1 图形界面设计工具图形界面设计工具Guide在命令窗口给出在命令窗口给出guide命令可以启动图形用户界面命令可以启动图形用户界面设计程序,有如下选项设计程序,有如下选项u建立一个默认的空白界面建立一个默认的空白界面(Blank GUI)u带有一些控件的界面带有一些控件的界面(GUI with Uicontrols)u带有坐标轴和菜单的界面带有坐标轴和菜单的界面(GUI with Axes and Menu)u基本模态对话框基本模态对话框(Modal Question Dialogu打开现有的打开现有的GUI(Open Existing GUI)第55页,共84页,编辑于2
13、022年,星期一窗口对象的常用属性窗口对象的常用属性MenuBar属性:设置图形窗口菜单形式属性:设置图形窗口菜单形式Name属性:设置图形窗口标题栏中内容属性:设置图形窗口标题栏中内容Units属性:窗口尺寸的单位,默认的像素点单位属性:窗口尺寸的单位,默认的像素点单位pixels,此外,此外,normalized、inchesPosition属性:窗口位置属性,包含左下角坐标和属性:窗口位置属性,包含左下角坐标和宽度、高度这宽度、高度这4个参数构成的向量个参数构成的向量Toolbar属性:图形窗口可视编辑工具条属性:图形窗口可视编辑工具条Visible属性:建立的窗口是否可见属性:建立的窗
14、口是否可见第56页,共84页,编辑于2022年,星期一2.8.2 句柄图形学及句柄对象属性句柄图形学及句柄对象属性图形用户界面编程主要是对各个对象属性读取和修图形用户界面编程主要是对各个对象属性读取和修改的技术改的技术窗口是一个对象,其上面的每个控件也都是对象,窗口是一个对象,其上面的每个控件也都是对象,每个对象都有自己的属性每个对象都有自己的属性双击对象则可以打开对象属性浏览器双击对象则可以打开对象属性浏览器还可以使用还可以使用set和和get函数设置、读取属性函数设置、读取属性例如,用户可以通过这样的属性浏览器改变原例如,用户可以通过这样的属性浏览器改变原型窗口的属性,如颜色等型窗口的属性
15、,如颜色等第57页,共84页,编辑于2022年,星期一对象属性的读取与修改对象属性的读取与修改关键函数关键函数set和和get常用的句柄常用的句柄ugcf:得到当前窗口的句柄:得到当前窗口的句柄ugco:获得当前对象的句柄:获得当前对象的句柄ugca:获得当前坐标系的句柄:获得当前坐标系的句柄ugcs:获得当前:获得当前Simulink模型的句柄模型的句柄第58页,共84页,编辑于2022年,星期一简单界面设计实例简单界面设计实例设计一个窗口,有两个控件:按钮和文本。按钮按下设计一个窗口,有两个控件:按钮和文本。按钮按下后在文本位置显示后在文本位置显示“Hello world!”u绘制原型窗口
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