MATLAB语言程序设计基础.pptx

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1、v,d=eig(a)计算a矩阵的特征向量和特征根并赋值给v和d多重嵌套调用x=sqrt(log(2)3.1.2 矩阵的matlab表示matlab的实质是对矩阵的运算处理元素可以是实数和虚数标量作为特殊矩阵处理11 第1页/共41页存储方式自动安排，不需要定义维数a=1 2 3;4 5 6;7 8 9 a=a;1 2 3矩阵扩展时元素应匹配x=-1.3 sqrt(3)(1+2+3)*4/5元素可以是常量，也可以是表达式x(5)=abs(x(1)维数能自动扩充以容纳新的元素，未赋值元素自动赋值为0a(1,3,1,2)小矩阵亦可以从大矩阵中提取出来冒号“：”表达式a=s1:s2:s3提取矩阵时“：

2、”表示所有行或列a(:,1,3)a(2:end,1,2)1简单矩阵第2页/共41页1 简单矩阵 linspace 等间隔分布数值 k=linspace(-pi,pi,5)logspace按对数值等间隔分布k=logspace(-1,2,5)reshape 重新定义维数 end 表示某一维末尾元素下标2、复数矩阵：b=1 2;3 4+i*5 6;7 8b=1+5i 2+6i;3+7i 4+8i第3页/共41页3、空矩阵00阶与clear不同之处：clear删除变量删除矩阵中的元素A(:,2,3)=第2,3列元素删除4、特殊矩阵：函数生成矩阵 compan 伴随矩阵 inhilb 希尔伯特逆矩阵

3、diag 对角矩阵(列向量)magic 魔术方阵 gallery 一组有名的矩阵(难解特征根)pascal 帕斯卡三角矩阵(杨辉三角形）hadamard 哈达玛矩阵 toeplits 托普利兹方阵 hankel 汉考矩阵 vander 万达摩方阵 hilb 希尔伯特矩阵对多项式x3-7x+6p=1 0 7 6 则伴随矩阵a=compan(p)而特征值，根为eig(a)第4页/共41页工具矩阵 zeros 全零阵 linspace 线性等距向量 ones 全l阵 logspace 按对数值等分的向量 rand 随机数元素矩阵 meshgrid 设三维绘图基底坐标平面 eye 单位矩阵第5页/共4

4、1页3.1.3构造多维数组cat()a=cat(n,a1,a2,.)n:多维函数的维数n=1:cat(a1,a2,a3.)=a1;a2;a3n=2:cat(a1,a2,a3.)=a1,a2,a3n=3:图31示第6页/共41页3.1.3构造多维数组a1=1 2 3;4 5 6;7 8 9;a2=a1 a3=a1-a2 cat(1,a1,a2,a3)cat(2,a1,a2,a3)cat(3,a1,a2,a3)第7页/共41页3.1.3构造多维数组函数length()测矩阵或多维数组的各维最大值函数size()测矩阵或多维数组的尺寸大小size(a1)size(ans)length(ans)len

5、gth()=max(size()第8页/共41页3.1.4 字符串变量及其处理用单引号 s=hello 以ascii码形式存储，等同于v=72 101 108 108 111 s=s world s=hello s=s;world第9页/共41页3.1.4 字符串变量及其处理字符串处理函数：表34第10页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出3.2.1 矩阵的代数运算1、矩阵的转置 对复数矩阵，表示共轭复数的转置矩阵原始元素的转置矩阵 .a=1 2 3;4 5 6;7 8 9ab=1 2;3 4+j*5 6;7 8bb.第11页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出

6、2、矩阵的加减法b=a+2a+b3、矩阵的乘法 a*ba的行数b的列数4、矩阵的除法“/”“”ab b/ab被a的逆矩阵左乘、右乘inv(a)*bb*inv(a)第12页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出一般来说 x=ab是方程 a*x=b 的解 x=b/a是方程 x*a=b 的解5、矩阵的乘方 apa的p次乘方a:矩阵p：标量6、点运算.*./.k=1 2;3 4;l=5 6;7 8;k*lk.*l7、矩阵的翻转 rot90()逆时针90度 rot90(k)flipud(k)上下fliplr(k)左右第13页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出3.2.2矩阵

7、的逻辑运算逻辑与（&）and()、逻辑或（|）or()、逻辑非（）not()逻辑异或xor()：先异运算再或运算先决逻辑与（&）先观察左边的量，若为0则不再观察右边的量，直接给出0，若为1才观察右边的量进行运算。先决逻辑或（|）先观察左边的量，若为1则不再观察右边的量，直接给出1，若为0才观察右边的量进行运算。矩阵的逻辑运算是在对应的各个元素之间进行的。“非0即1”eg.a=1 2;3 4;b=0 6;0 8;a|ba&bxor(a,b)a=-5;b=-10;(b=0)&(a/b5)(b=0)|(a/b0)第14页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出3.2.3 矩阵的比较关系关

8、系运算在对应元素间进行，结果为一个二值矩阵，0代表假，1代表真22=4其结果为0第15页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出例：做一个6阶魔方矩阵，从右上角起每隔2条斜线便有一条斜线上元素能被3整除。为显示这一特性。a=magic(6)p=rem(a,3)=0%求余数 format+,p%设定用“+”空格“-”表示大于、等于、小于0的数。第16页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出关系运算和逻辑运算第17页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出例 y=4 2 1 5 3 0 6,I=find(y3.0)把y 中大于3的元素序号 放入I 中 any,

9、all使用 if all(a0.5)%只有a中所有元素小于5才运算 end第18页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出对于矩阵运算，二者均按列工作，结果返回到一个向量中。a=magic(6),any(a),all(a),all(a5)any(any(a)第19页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出3.2.4矩阵元素的数据变换第20页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出第21页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出以取整命令举例：b=-1.6-1.4 1.6 1.4floor(b)ceil(b)round(b)fix(b)第22页/共

10、41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出3.2.5输入与输出语句 inputA=input(提示字符串）要求输入矩阵A=input(提示字符串，s）要求字符串eg:n=input(how much)n=input(how much,s)第23页/共41页3.2 matlab语言基本运算及输入输出输出最直接的方式：语句后不加分号 disp()eg a=5;disp(a)第24页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句循环、条件转移、开关3.3.1循环语句1、for 控制变量=表达式 end表达式和其它变量一样，实际上是一个矩阵，其列被依次赋于控制变量，每赋值一次，执行一次循环体。

11、第25页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句通常表达式i=s1:s3:s2初值：步长：终值 s1:s2步长为1例：已知5个学生4门功课的成绩，求每名学生的总成绩。程序如下：s=0;a=65,76,56,78;98,83,74,85;76,67,78,79;98,58,42,73;67,89,76,87;for k=a s=s+k;enddisp(s);第26页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句y=rand(1,6)for i=1:9,y(i)=0;end,disp(y)将前9个元素置为0，不足自动分配空间。例：求定积分。程序如下：a=0;b=3*pi;n=1000;h

12、=(b-a)/n;x=a:h:b;f=exp(-0.5*x).*sin(x+pi/6);for i=1:n s(i)=(f(i)+f(i+1)*h/2;end s=sum(s)第27页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句2、while 表达式语句集 end表达式不为0便执行例：求阶乘n!为100位数时的最小n.n=1;while prod(1:n)1.e100,n=n+1;end n%prod:向量元素乘积第28页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句 for 结构和while结构框图第29页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句3.3.2 条件转移语句 if表

13、达式end if表达式elseend if表达式1elseif表达式2 elseif表达式3elseend结构如图示第30页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句图3-3 第31页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句例：按n的符号和奇偶性，分3种不同情况进行处理。if n0a=negative(n)elseif rem(n,2)=0a=even(n)elsea=odd(n)end第32页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句例：举一正整数，若为偶数用2除之，若为奇数则与3相乘再加1，直至结果为1%clasic 3n+1 problem from number t

14、heorywhile 1 n=input(enter n,negative quits.)if n1 if rem(n,2)=0 n=n/2 else n=3*n+1 end endend第33页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句3.3.3开关语句switch开关表达式 csae 表达式1 statement1 csae 表达式2 statement2.otherwise statement nend第34页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句第35页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句例:某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，已知打折标准，求所售商品的实

15、际销售价格。价格2005001000250050005000折扣率%03581014第36页/共41页3.3 matlab语言的程序流程语句price=input(请输入商品价格);switch fix(price/100)%向0取整 case 0,1 rate=0;case 2,3,4 rate=3/100;case num2cell(5:9)%将数组元素转换为元胞数组 rate=5/100;case num2cell(10:24)rate=8/100;case num2cell(25:49)rate=10/100;otherwise rate=14/100;end price=price*

16、(1-rate)第37页/共41页3.4 matlab语言的语言编写与调试Matlab 在命令窗口，逐行键入，立即执行。执行语句集文件.mm文件一类 程序文件、一类函数文件3.4.1程序文件用程序编辑器编辑保存的文件，在MATLAB环境下调用，立即执行文件中的各条语句，而不再逐行输入。全局变量Startup.m第38页/共41页3.4 matlab语言的语言编写与调试3.4.2函数文件函数文件由function语句引导，其基本结构为：function 输出形参表=函数名(输入形参表)注释说明部分 函数体语句类似于函数功能，完成一个参数传递功能。文件中定义的局部变量对MATLAB工作空间的全局变量不起作用。扩展MATLAB的函数功能。第39页/共41页 说明：(1)关于函数文件名:函数文件名与函数名也可以不相同。当两者不同时，MATLAB将忽略函数名而确认函数文件名，因此调用时使用函数文件名。(2)关于注释说明部分。注释说明包括三部分内容：紧随函数文件引导行之后以%开头的第一注释行。第一注释行及之后连续的注释行。与在线帮助文本相隔一空行的注释行。(3)关于return语句。执行到该语句就结束函数的执行，程序流程转至调用该函数的位置。通常，在函数文件中也可不使用return语句，这时在被调函数执行完成后自动返回。第40页/共41页感谢您的观看！第41页/共41页