第一讲matlab数学建模基础知识.ppt

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1、第一讲matlab数学建模基础知识MATLAB 课件 一、MATLAB 7简介二 、MATLAB 7的安装和用户界面三、基本使用方法及其命令四、数值向量和数组及矩阵五、字符串、单元数组和结构 2020/12/182Matlab简介q在欧美各高等院校，Matlab已经成为线性代数、数值分析、数理统计、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等课程的基本教学工具，已成为大学生必须掌握的基本技能之一。Matlab功能强大、简单易学、编程效率高，深受广大科技工作者的欢迎。qMatlab是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年推向市场以来，历经二十多年的

2、发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程应用开发环境。2020/12/183Matlab简介qMatlab:MatrixLaboratory矩阵实验室q Matlab 的发展的发展 1980年，Moler 教授用 Fortran 语言编写了集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统。1984年，Moler等成立了TheMathWorks的公司，用C语言完全改写Matlab，并推出第一个商业版。增添图形图像处理、符号运算、以及与其他流行软件 的接口功能，使得 Matlab 的功能越来越强大。到九十年代，在国际上 30 几个数学类科技应用软件中，Matlab 在数值计算方面独占鳌头。2020

3、/12/184q目前，Matlab已成为世界顶尖的数学应用软件，以其强大的工程计算、算法研究、工程绘图、应用程序开发、数据分析和动态仿真等功能，在航空航天、机械制造和工程建筑等领域发挥着越来越重要的作用。就影响而言，至今仍然没有一个别的计算软件可与Matlab匹敌。q Matlab 的发行的发行1984年，Matlab1.0（DOS版，182K，20多个函数）1992年，Matlab4.0（93年推出Windows版，加入simulink）1994年，Matlab4.2（得到广泛重视和应用）1999年，Matlab5.3（真正实现32位运算）2002年，Matlab6.5（采用JIT加速器）2

4、004年，Matlab7.0自2006年起，Matlab每年更新两次Matlab简介2020/12/185q Matlab 丰富的工具箱（丰富的工具箱（toolbox）Matlab的特点与功能根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱根据专门领域中的特殊需要而设计的各种可选工具箱q Matlab 的的 Simulink 动态仿真集成环境动态仿真集成环境提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能同的输出方式来观察仿真结果等功能SymbolicMat

5、hPDEOptimizationSignalprocessImageProcessStatisticsControlSystemSystemIdentification 2020/12/186MATLAB的优点1.容易使用2.可以由多种操作系统支持3.丰富的内部函数4.强大的图形和符号功能5.可以自动选择算法6.与其他软件和语言有良好的对接性2020/12/187 MATLAB的缺点 运行效率较低由于MATLAB是一种合成语言，因此，与一般的高级语言相比，用MATLAB编写的程序运行起来时间往往要长一些。2020/12/188二、MATLAB 7的安装和用户界面2020/12/1892020/

6、12/1810操作历史操作历史工作空间工作空间根目录根目录运行区域运行区域2020/12/18113.MATLAB 7的窗口 打开MATLAB 7，默认打开的窗口包括：(1)命令窗口(Command Window)；(2)命令历史窗口(Command History)；(3)工作间管理窗口(Workspace)；(4)当前路径窗口(Current Directory)此外，还有编译窗口、图形窗口和帮助窗口等其他种类的窗口。2020/12/18122020/12/1813 MATLAB 7的路径搜索 MATLAB 7有一个专门用于寻找“.m”文件的路径搜索器。“.m”文件是以目录和文件夹的方式分

7、布于文件系统中的，一部分“.m”文件的目录是MATLAB 7的子目录，由于MATLAB 7的一切操作都是在它的搜索路径(包括当前路径中进行的，所以如果调用的函数在搜索路径之外，MATLAB 7就会认为此函数并不存在。2020/12/18142020/12/1815MATLAB 7的路径搜索（1）MATLAB 7的当前目录 在命令窗口中输入cd命令，并按Enter键确认，即显示有当前MATLAB 7工作所在目录。cdC:MATLAB71work 2020/12/1816MATLAB 7的路径搜索（2）MATLAB 7的路径搜索 选择MATLAB的主窗口中File|Set Path命令，进入到设置

8、路径搜索的对话框，用户可以设置新的路径2020/12/1817使用帮助系统MATLAB7.0为用户提供了非常完善的帮助系统，例MATLAB的在线帮助、帮助窗口、帮助提示、HTML格式的帮助、pdf格式的帮助文件及MATLAB的示例和演示等。2020/12/1818三 、基本使用方法2020/12/18191.简单的数学运算 最简单的计算器使用法 标点符号的使用 常用的操作命令和键盘技巧 2020/12/1820(1)最简单的计算器使用法 直接输入法 3*30+3*35+4*30+4*32ans=4432020/12/1821符 号功 能实 例+加法1+2-减法1-2*乘法1*2/、除法1/2（

9、除）21（被除）乘方21数值运算符号2020/12/1822（2）常用标点符号标 点 符 号定 义标 点 符 号定 义;区分行，取消运行显示等.小数点以及域访问等,区分列，函数参数分隔符等连接语句:在数组中应用较多字符串的标识符号()指定运算优先级等=赋值符号矩阵定义的标志等!调用操作系统运算用于构成单元数组等%注释语句的标识2020/12/1823应用举例例 清华大学土木系一年级有3个班，每班30人，二年级有3个班，每班35人，三年级有4个班，每班30人，四年级有4个班，每班32人。求清华大学土木系本科一共有多少人。grade1=3*30;grade2=3*35;grade3=4*30;gr

10、ade4=4*32;total=grade1+grade2+grade1+grade2total=4432020/12/18242.常用的操作命令和键盘技巧 在使用MATLAB 7语言编制程序时，掌握一些常用的操作命令和键盘操作技巧，可以起到事半功倍的效果。2020/12/1825（1）常用的操作命令 命 令该命令的功能命 令该命令的功能cd显示或改变工作目录hold图形保持命令clc清除工作窗load加载指定文件的变量clear清除内存变量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MATLAB 7dir显示当前目录下文件save保存内存变量到

11、指定文件disp显示变量或文字内容type显示文件内容echo工作窗信息显示开关2020/12/1826（2）常用的键盘操作和快捷键 键盘按钮和快捷键该操作的功能键盘按钮和快捷键该操作的功能(Ctrlp)调用上一行Home(Ctrla)光标置于当前行开头(Ctrln)调用下一行End(Ctrle)光标置于当前行结尾(Ctrlb)光标左移一个字符Esc(Ctrlu)清除当前输入行(Ctrlf)光标右移一个字符Del(Ctrld)删除光标处字符Ctrl光标左移一个单词Backspace(Ctrlh)删除光标前字符Ctrl光标右移一个单词AltBackSpace恢复上一次删除2020/12/1827

12、3.MATLAB 7的数据类型 常量和变量 常量 变量浮点数和复数浮点数复数2020/12/1828（1）常量在MATLAB中有一些特定的变量，它们已经被预定义了某个特定的值，因此这些变量被称为常量。MATLAB 7中的常量主要有pi、inf和eps等。常 量常量的功能常 量常量的功能ans用作结果的默认变量名nargin函数的输入参数个数beep使计算机发出“嘟嘟”声nargout函数的输出参数个数pi圆周率varagin可变的函数输入参数个数eps浮点数相对误差varagout可变的函数输出参数个数inf无穷大realmin最小的正浮点数NaN或nan不定数realmax最大的正浮点数i或

13、j复数单位bitmax最大的正整数2020/12/1829（2）变量变量是MATLAB 7的基本元素之一，MATLAB 7语言不要求对所使用的变量进行事先说明，而且它也不需要指定变量的类型，系统会根据该变量被赋予的值或对该变量所进行的操作来自动确定变量的类型。变量名长度不超过31位，超过31位的字符系统将忽略不计变量名区分大小写变量名必须以字母开头，变量名中可以包含字母、数字或下划线，但不允许出现标点符号2020/12/1830（3）浮点数几乎在所有的情况下，MATLAB 7的数据都是以双精度数值来表示的，这些双精度数在系统内部用二进制来表示。这是计算机通常的表示数据的方式，但也带来了一些问题

14、，比如有很多实数不能被精确地表示，对能够表示的值也有一个限制，并且还存在一个浮点相对误差限。所谓相对误差限是指MATLAB 7语言能够区分两个不同大小的数时，这两个数之间的最小差值。2020/12/1831浮点数举例下边3个式子的计算结果是相同的，但是由于这些数字都是使用二进制存储的，在使用双精度数来表达这些数时，往往就会出现一些误差 a=0.33-0.5+0.17a=2.7756e-017b=0 c=0.17-0.5+0.33c=5.5511e-0172020/12/1832（4）复数MATLAB 7语言对复数的处理也是十分简便的，在处理复数问题时，不需要进行其他任何的附加操作。a2=pi+

15、3.14ja2=3.1416+3.1400i b=4*(1+3/sqrt(-1)b=4.0000-12.0000i 2020/12/1833复数的数学运算 举例 a=1+2*ia=1.0000+2.0000i b=3-4ib=3.0000-4.0000i c=pi+sin(pi/2)*ic=3.1416+1.0000i d=a+bd=4.0000-2.0000i2020/12/1834 输出格式输出格式Matlab的输出u Matlab 以双精度执行所有的运算，运算结果可以在屏幕上输出，同时赋给指定变量；若无指定变量，则系统会自动将结果赋给变量“ans”u Matlab 中数的输出格式可以通过

16、 format 命令指定format 只改变变量的输出格式，只改变变量的输出格式，但不会影响变量的值！但不会影响变量的值！2020/12/1835格式解释例format短格式（缺省显示格式），同short3.1416formatshort短格式（缺省显示格式），只显示5位3.1416formatlong长格式，双精度数15位，单精度数7位3.149formatshorte短格式e方式（科学计数格式）3.1416e+000formatlonge长格式e方式3.1493e+000formatshortg短格式g方式3.1416formatlongg长格式g方式3.1492020/12/1836第四

17、章 数值向量和数组2020/12/1837MATLAB 7的数值计算功能，包括MATLAB 7的向量和数组，并介绍它们之间的运算。编写简单且功能完善的MATLAB 7程序，从而解决各类基本问题，可以通过本章逐步掌握MATLAB 7的数值计算方法。2020/12/18381.向量及其运算 在命令窗口中直接输入向量 等差元素向量的生成 向量与数的四则运算 向量与向量之间的加减运算点积、叉积和混合积2020/12/1839（1）在命令窗口中直接输入向量在在MATLAB 7中，生成向量最简单的方法就是中，生成向量最简单的方法就是在命令窗口中按一定格式直接输入。输入的格在命令窗口中按一定格式直接输入。输

18、入的格式要求是，向量元素用式要求是，向量元素用“”括起来，元素之括起来，元素之间用空格、逗号或者分号相隔。需要注意的是，间用空格、逗号或者分号相隔。需要注意的是，用它们相隔生成的向量形式是不相同的：用空用它们相隔生成的向量形式是不相同的：用空格或逗号生成行向量；用分号生成列向量。格或逗号生成行向量；用分号生成列向量。a1=15;21;27;93;101;a2=15,21,27,93,101;a1a1=15 21 27 93 101 a2a2=15 21 27 93 1012020/12/1840（2）等差元素向量的生成 当向量的元素过多，同时向量各元素有当向量的元素过多，同时向量各元素有等差的

19、规律，此时采用直接输入法将过等差的规律，此时采用直接输入法将过于繁琐。针对该种情况于繁琐。针对该种情况，可以使用冒号，可以使用冒号(:)和和linspace函数来生成等差元素向量。函数来生成等差元素向量。vec1=10:5:60vec1=10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 vec2=linspace(10,60,11)vec2=10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 602020/12/1841(3)向量与数的四则运算 向量与数的加法向量与数的加法(减法减法)：向量中的每个元：向量中的每个元素与数的加法素与数的加法(减法减法)运算。运算。向量与

20、数的乘法向量与数的乘法(除法除法)：向量中的每个元：向量中的每个元素与数的乘法素与数的乘法(除法除法)运算。运算。vec1=80:-9:10vec1=80 71 62 53 44 35 26 17 vec1+101ans=181 172 163 154 145 136 127 1182020/12/1842(4)向量与向量之间的加减运算 向量与向量的加法向量与向量的加法(减法减法)运算：向量中的每个元素与另一个向量中相对应的元素的加法运算：向量中的每个元素与另一个向量中相对应的元素的加法(减减法法)运算。运算。vec1=linspace(200,500,7)vec1=linspace(200,

21、500,7)vec2=linspace(900,600,7)vec2=linspace(900,600,7)vec3=vec1+vec2 vec3=vec1+vec2vec3=vec3=Columns 1 through 5 Columns 1 through 5 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 Columns 6 through 7 Columns 6 through 7 1100 1100 1100 11002020/12/1843点积运算举例点积 运算 x1=11 22 33 44 x2=1,2,3,4 a=dot(x1

22、,x2)a=330 sum(x1.*x2)ans=3302020/12/1844常见的初等函数都支持常见的初等函数都支持“群运算群运算”例如：要求例如：要求令令 A=0,0.25*pi,0.5*pi,0.75*pi,pi;cos(A)ans=1.0000 0.7071 0.0000 -0.7071 -1.00002020/12/1845其中其中A的元素是一个等差数列的元素是一个等差数列,从初值从初值0,公差公差0.25*pi,到终值到终值pi结束结束,用一个简单语句表示用一个简单语句表示,用到用到“冒号冒号”：A=0:0.25*pi:piA=0 0.7854 1.5708 2.3562 3.1

23、416格式是：结果格式是：结果=初值：增量：终值初值：增量：终值,(注意增量可以负数注意增量可以负数,默认增量是默认增量是1）用用linspace 函数也可以完成对函数也可以完成对A赋值赋值 等分等分5个点个点 A=linspace(0,pi,5)A=0 0.7854 1.5708 2.3562 3.14162020/12/1846“：”还代表还代表“所有所有”,在取矩阵某一行（列）全部元素时用在取矩阵某一行（列）全部元素时用 A=1,2,3;4,5,6A=1 2 3 4 5 6 A(:,1)%A的第一列元素的第一列元素ans=1 4 A(2,:)%A的第二行元素的第二行元素ans=4 5 6

24、冒号还有冒号还有“到到”的意思的意思,例如：例如：A=2 4 0 1;A(1:3)ans=2 4 02020/12/18472.数组及其运算 数组寻址和排序 数组的基本数值运算 数组的关系运算 数组的逻辑运算 2020/12/1848（1）数组寻址和排序 通过对数组下表的访问来实现数组寻址 A=rand(1,5)A=0.9501 0.2311 0.6068 0.4860 0.8913 A(4)ans=0.4860 A(2:3)ans=0.2311 0.6068使用sort函数对数组进行排序 X=3 7 5 0 4 2 sort(X,1)ans=0 4 2 3 7 5 sort(2)ans=22

25、020/12/1849（2）数组的基本数值运算 数组的加法(减法)数组的乘法(除法)数组的乘方2020/12/1850数值运算举例加减法 X=1 4 7;Y=2 5 8;Z=X-YZ=-1 -1 -1 V=X+YV=3 9 15乘方 X=1 4 7X=1 4 7 Y=2 5 8Y=2 5 8 Z=X.YZ=1 1024 57648012020/12/1851（3）数组的关系运算 两个数通常可以用6种关系来进行描述：小于()、小于等于()、大于等于(=)、等于(=)和不等于(=)比较两个元素的大小时，如果结果为1，则表明关系式为真；如果结果为0，则表明关系式为假。例如关系式4+3a=10,2,1

26、2;34,2,4;98,34,6;aans=103498223412462020/12/1856 a=1,2,3;4,5,6;7,8,9a=1 2 3 4 5 6 7 8 9 b=1 2 34 5 67 8 9b=1 2 3 4 5 6 7 8 9 c=a*bc=30 36 42 66 81 96 102 126 150 d=a.*bd=1 4 9 16 25 36 49 64 812020/12/1857（2）矩阵求逆inv(a)ans=-0.01160.0372-0.00150.0176-0.10470.03450.0901-0.0135-0.0045（3）矩阵的特征值u,v=eig(a)

27、u=-0.29600.3635-0.3600-0.2925-0.41280.7886-0.9093-0.83520.4985v=48.8395000-19.8451000-10.99432020/12/1858（4）取出上三角和下三角triu(a)ans=10 2 12 0 2 4 0 0 6tril(a)ans=10 0 0 34 2 0 98 34 6l,u=lu(a)l=0.1020 0.1500 1.0000 0.3469 1.0000 0 1.0000 0 0u=98.0000 34.0000 6.0000 0 -9.7959 1.9184 0 0 11.10002020/12/18

28、59 a=ones(2,4)a=1 1 1 1 1 1 1 1 b=zeros(2,5)b=0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 c=eye(3)c=1 0 0 0 1 0 0 0 12020/12/1860 magic(4)ans=16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 12020/12/1861rand 产生均匀分布的随机数randi 产生均匀分布的整数randn 产生正态分布随机数组2020/12/1862repmat(a,1,2)数组的扩充 reshape a=1:24;reshape(a,3,8)ans=1 4 7 10 13 16 19 22 2

29、 5 8 11 14 17 20 23 3 6 9 12 15 18 21 242020/12/1863 a=1:18;a=reshape(a,3,6)%重组矩阵a=1 4 7 10 13 16 2 5 8 11 14 17 3 6 9 12 15 18 a1=a(:,1:3)%提取矩阵a的第1到3列元素组成的子矩阵。a1=1 4 7 2 5 8 3 6 9 a2=a(1:2,3:end)a2=7 10 13 16 8 11 14 172020/12/1864flipud(A)或fliplr(A)矩阵的翻转rot90(A,2)逆时针旋转90度两次sort 按照升序或降序排列2020/12/18

30、65群运算符号是在传统运算符前加一个点群运算符号是在传统运算符前加一个点“.”,要求参与群运算的矩阵必须同型的要求参与群运算的矩阵必须同型的,可以可以用用size这个命令查看矩阵形状这个命令查看矩阵形状.例如：例如：A=7,8,9,size(A)ans=1 3A是是1行行3列的列的 设设B=1,2,3,A与与B之间的群运算：之间的群运算：2020/12/1866命令行结果说明A.*B71627A.B0.14290.25000.3333A./B743B.2149思考下面结果A*BInnermatrixdimensionsmustagree.不满足矩阵乘法A2Matrixmustbesquare.

31、方阵才有幂A*B714218162491827A*B502020/12/1867矩阵代数主要 MATLAB 命令命令功能命令功能eye(n)创建n阶单位矩阵det求矩阵的行列式zeros生成元素全为0的矩阵inv求方阵的逆矩阵ones生成元素全为1的矩阵eig求矩阵的特征值及特征向量rand(m,n)产生mn阶的元素为从0到1的均匀分布的随机数矩阵Q,R=qr(A)求正交矩阵Q及上三角阵R满足A=QRrank(A)求矩阵A的秩orth将非奇异矩阵正交规范化AA矩阵的共轭转置null求基础解系A.A矩阵的转置Ak矩阵A的k次方A*B矩阵乘法AB加法与减法trace方阵的迹norm矩阵或向量范数d

32、iag对角阵jordan约当标准型分解tril提取矩阵下三角部分flipud矩阵上下翻转triu提取矩阵上三角部分fliplr矩阵左右翻转reshape矩阵重排size(A)矩阵A的类型rot90(A)矩阵A逆时针旋转90rref矩阵的行最简形2020/12/1868rand(2,4)%2行4列的随机矩阵，注意随机矩阵的元素选取范围是(0,1)ans=0.95010.60680.89130.45650.23110.48600.76210.0185矩阵处理trace(A)返回矩阵 A 的迹(对角线元素的和)diag(A)返回矩阵 A 的对角线元素构成的向量diag(x)返回由向量 x 的元素构成

33、的对角矩阵tril(A)提取矩阵 A 的下三角部分triu(A)提取矩阵 A 的上三角部分flipud(A)矩阵上下翻转fliplr(A)矩阵左右翻转reshape(A,m,n)将矩阵 A 的元素重排成 m 行 n 列矩阵2020/12/1869（1）多项式的创建直接输入系数向量创建多项式 特征多项式输入法 由多项式的根逆推多项式 3.多项式2020/12/1870直接输入系数向量创建多项式由于在MATLAB 7中多项式是以向量的形式存储的，直接输入向量，MATLAB 7将按降幂自动把向量的元素分配给多项式各项的系数。而该向量可以是行向量，也可以是列向量。P=3 5 0 1 0 12P=3 5

34、 0 1 0 12 y=poly2sym(P)y=3*x5+5*x4+x2+12 disp(y)3*x5+5*x4+x2+122020/12/1871特征多项式输入法MATLAB 7提供了poly函数，使用它可以由矩阵的特征多项式创建多项式。使用该方法生成多项式时，其首项的系数必为1。A=3 1 4 1;5 9 2 6;5 3 5 8;9 7 9 3A=3 1 4 1 5 9 2 6 5 3 5 8 9 7 9 3 p=poly(A)；disp(poly2sym(p)x4-20*x3-16*x2+480*x+98 2020/12/1872求多项式的根在MATLAB 7语言里，多项式由一个行向量

35、表示，设为p，它的系数按降序排列，使用roots函数可以求出该多项式的根。其使用格式为roots(p)。p=1 0 3 12-7p=1 0 3 12 -7 roots(p)ans=0.7876+2.4351i 0.7876-2.4351i -2.0872 0.5121 2020/12/1873由多项式的根逆推多项式 如果已知某个多项式的根，那么，使用poly函数，可以很轻松地产生其对应的多项式。roots=-4-2+2i-2-2i 5roots=-4.0000 -2.0000+2.0000i -2.0000-2.0000i 5.0000 p=poly(roots)p=1 3 -16 -88 -

36、160 disp(poly2sym(p)x4+3*x3-16*x2-88*x-1602020/12/1874（2）多项式的运算 多项式的求值 求多项式的根 多项式的四则运算 2020/12/1875多项式的求值MATLAB 7提供了两个函数来对多项式进行求值，即polyval和polyvalm。前者以数组为计算单位，后者以矩阵为计算单位。p=1.0000 -20.0000 -16.0000 480.0000 98.0000p=1 -20 -16 480 98 x=4x=4 polyval(p,x)ans=7382020/12/1876多项式的四则运算 加法和减法 如果两个多项式的向量阶数相同，

37、标准的数组加法有效。当两个多项式的向量阶数不同时，需要在低阶多项式的前边补0，使得它与相加的高阶多项式有相同的阶数。a=8 2 2 8,b=6 1 6 1a=8 2 2 8b=6 1 6 1 c=a+bc=14 3 8 9 Y3=poly2sym(c)Y3=14*x3+3*x2+8*x+92020/12/1877多项式的四则运算乘法乘法 使用使用conv函数对多项式进行乘法运函数对多项式进行乘法运算。算。格式为格式为c=conv(a,b)，其中，其中a和和b为两个多项式的系数向量，为两个多项式的系数向量，c为相为相乘所生成的多项式的系数向量。乘所生成的多项式的系数向量。a=1 2 3 4,b=

38、5 6 7 8;Y1=poly2sym(a)Y1=x3+2*x2+3*x+4 Y2=poly2sym(b)Y2=5*x3+6*x2+7*x+8 c=conv(a,b);Y=poly2sym(c)Y=5*x6+16*x5+34*x4+60*x3+61*x2+52*x+322020/12/1878多项式的四则运算除法 在数值计算中，经常需要用一个多项式去除另一个多项式。在MATLAB 7语言中，使用decon函数来完成该项功能。a=1 2 3 4,b=5 6 7 8;c=conv(a,b);d=deconv(c,a);e=deconv(c,b)x=poly2sym(d),y=poly2sym(e)

39、x=5*x3+6*x2+7*x+8y=x3+2*x2+3*x+4 2020/12/1879多项式的四则运算求导和积分 在MATLAB 7语言中，分别使用polyder函数和polyint函数来求多项式的导数与积分。p=3 1 8 8p=3 1 8 8 q=polyder(p)q=9 2 8 p1=polyint(q)p1=3 1 8 02020/12/18804.关系和逻辑运算 关系操作符 逻辑操作符 关系与逻辑函数 NaNs和空矩阵 各种运算符的优先级 2020/12/1881(1)关系操作符 关系运算符该运算符的功能关系运算符该运算符的功能=大于等于大于=等于 a=size()a=0 0

40、b=ones(4,0)b=Empty matrix:4-by-0 size(b)ans=4 0 length(b)ans=0 2020/12/1885各种运算符的优先级 优先级运算符最高()(小括号).(转置)(共轭转置).(数组和数值乘方)(矩阵乘方)+(一元加法)-(一元减法)(取反).*(乘法)*(矩阵乘法)./(右除)/(矩阵右除).(左除)(矩阵左除)+(加法)-(减法):(冒号)(小于)(大于)=()大于或等于=(等于)=()不等于&(逻辑与)最低|(逻辑或)2020/12/1886字符串的设定字符串的各种操作单元数组的生成方法单元数组的操作结构型变量的生成方法结构型变量的操作第五

41、章 字符串、单元数组和结构2020/12/18871.字符串的设定在MATLAB 7中的字符串一般是ASCII值的数值数组，它作为字符串表达式进行显示。MATLAB 7对字符串的设定非常简单，只需用单引号()将需设定的字符串引注即可。str=I have many good friends!str=I have many good friends!whos Name Size Bytes Class EXPLODE 1x5 40 double array F1 1x12 24 char array F2 1x12 24 char array2020/12/18882.字符串的操作 字符串元素的

42、读取 字符串的基本变换 字符串的运算 2020/12/1889（1）字符串元素的读取字符串元素的读取 利用数组操作工具进行读取 使用disp函数显示字符串 str=今天，是2005年10月25日，我们班一起去上海旅游。str=今天，是2005年10月25日，我们班一起去上海旅游。str(6)ans=02020/12/1890（2）字符串的基本变换基本变换的种类字符串的ASCII码操作使用char函数进行逆变换 字符串的执行 for n=2:3eval(M num2str(n)=magic(n)endM2=1 3 4 2M3=8 1 6 3 5 7 4 9 22020/12/1891常见字符串的

43、操作 函 数 名函 数 用 途函 数 名函 数 用 途strcat链接字符串strvcat垂直链接字符串strcmp比较字符串大小strncmp比较字符串的前n个字符findstr在其他的字符串中寻找该字符串strjust证明字符数组strmatch查找可能匹配的字符串strrep用其他字符串代替改串strtok查找字符串中的记号blanks生成空的字符串deblank删除字符串内的空格ischar字符串检验iscellstr字符串的单元检验isletter字母检验isspace空格检验stringsstrings函数的帮助2020/12/1892（3）字符串的运算字符串的运算主要是指判断字符

44、串是否相等，通过字符的运算来比较字符，字符串中字符的分类、查找与替换、字符串与数值的转换和数组与字符串的转换等。2020/12/1893判断字符串是否相等 有两个函数可以用来判断两个输入有两个函数可以用来判断两个输入的字符串是否相等。的字符串是否相等。strcmp函数：比较两个字符串函数：比较两个字符串是否相等，当相等时，系统将是否相等，当相等时，系统将返回值返回值1，不相等时，返回值，不相等时，返回值0；strncmp函数：比较两个输入字函数：比较两个输入字符串的前几个字符是否相等，符串的前几个字符是否相等，当相等时，系统将返回值当相等时，系统将返回值1，不，不相等时，返回值相等时，返回值0

45、。words1=人民文学;words2=人民的同志;N=strcmp(words1,words2)N=0 Y=strncmp(words1,words2,3)Y=0 x=strncmp(words1,words2,1)x=1 2020/12/1894通过字符的运算比较字符 运算符号的意义符 号 形 式符 号 意 义英 文 简 写=等于eq=不等于ne大于gt=大于或等于ge2020/12/1895字符串中字符的分类 字符串中的字符通常可以分为空白字符串中的字符通常可以分为空白字符、字母字符和其他类型的字符。字符、字母字符和其他类型的字符。用户可以用用户可以用isletter和和isspace两

46、个函两个函数来对字符串中的字符进行分类数来对字符串中的字符进行分类。realstring=realstring=A=isspace(realstring)A=Columns 1 through 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Columns 12 through 16 0 0 0 1 1 2020/12/1896.查找与替换 查找与替换是字符串操作中的一项重要内查找与替换是字符串操作中的一项重要内容，容，MATLAB 7语言提供了语言提供了findstr、strfind和和strrep等函数来实现查找与替换操作。等函数来实现查找与替换操作。s1=我们班的班长是是赵洁!;s2=

47、strrep(s1,赵洁,黄远)s2=我们班的班长是是黄远!s3=strrep(s2,黄远!,谁？)s3=我们班的班长是是谁？2020/12/1897字符串与数值的转换 常见的字符串转换函数函 数功 能函 数功 能hex2dec将16进制字符串转化为10进制整数dec2hex将10进制整数转化为16进制字符串bin2dec将2进制字符串转化为10进制整数dec2bin将10进制整数转化为2进制字符串base2dec转化B底字符串为10进制整数hex2num将16进制字符转化为双精度数upper改该字符串为大写lower改该字符串为小写fprintf把格式化的文本写到文件中或显示屏上sprint

48、f用格式控制，数字转换成字符串sscanf用格式控制，字符串转换成数字charASCII码转换成字符串num2str数字转换成字符串int2str整数转换成字符串2020/12/1898字符串与数值的转换举例使用str2num函数将字符型矩阵转换为数字矩阵 S=1 2 ;3 4 S=%S为字符型矩阵1 23 4 X=str2num(S)X=%X为数字型矩阵 1 2 3 42020/12/18992.单 元 数 组 直接生成单元数组 使用cell函数生成单元数组 单元数组的内容的显示或获取 单元数组的变维处理 2020/12/18100（1）直接生成单元数组用类似矩阵的记号将给复杂的数据结构纳入

49、一个变量之下。和矩阵中的圆括号表示下标类似，单元数组由大括号表示下标。A=反对霸权,Wind Gone,100+200*i,90,85,55;67,70,102;57,18,100;-200,89,78A=Columns 1 through 3 反对霸权 Wind Gone 1.0000e+002+2.0000e+002i Column 4 4x3 double2020/12/18101（2）使用cell函数生成单元数组应用举例：A=cell(2,2)A=A1,1=富强 民主;文明 廉洁A=2x4 char 2020/12/18102（3）单元数组的内容的显示或获取celldisp(A,Hua

50、ng)Huang1,1=1 2 2 2Huang2,1=Tsinghua and PekingHuang1,2=MATLAB 7 Huang2,2=1.0000+5.0000i 12.0000-4.0000i 2020/12/18103（4）单元数组的变维处理 前边所述的对矩阵的变维处理同样也适用于对单元数组的变维处理。此外还可以使用reshape函数进行操作。A=1 2;3 4,love;呼唤和平,90,85,55;67,70,102;57,18,100;-200,89,78A=2x2 double love 呼唤和平 4x3 double a=reshape(A,1,4)a=2x2 dou