第3讲 matlab.ppt

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1、Matlab语言及其应用语言及其应用第第3讲讲 matlab数据的运算与操作数据的运算与操作 2022/12/27Matlab Language2 1、数组的算术运算、数组的算术运算nMATLAB数组支持线性代数中所有的矩阵运算。数组支持线性代数中所有的矩阵运算。n建立特有的数组运算符，如：建立特有的数组运算符，如：“.*”、“./”等。等。n注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只是一种特例。是一种特例。MATLAB数组运算符列表数组运算符列表运算运算 运算符运算符含义说明含义说明加加 +相应元素相加相应元素相加 减减 -相应元

2、素相减相应元素相减 乘乘 *矩阵乘法矩阵乘法点乘点乘 .*相应元素相乘相应元素相乘幂幂 矩阵幂运算矩阵幂运算点幂点幂 .相应元素进行幂运算相应元素进行幂运算左除或右除左除或右除或或/矩阵左除或右除矩阵左除或右除 左点除或右点除左点除或右点除 .或或./A的元素被的元素被B的对应元素除的对应元素除转秩转秩 2022/12/27Matlab Language3 1、数组的算术运算、数组的算术运算(1)矩阵加减运算矩阵加减运算 假定有两个矩阵假定有两个矩阵A和和B，则可以由，则可以由A+B和和A-B实现矩阵的加减运算。实现矩阵的加减运算。运算规则是：若运算规则是：若A和和B矩阵的维数相同，则矩阵的维

3、数相同，则可以执行矩阵的加减运算，可以执行矩阵的加减运算，A和和B矩阵的相应矩阵的相应元素相加减。如果元素相加减。如果A与与B的维数不相同，则的维数不相同，则MATLAB将给出错误信息，提示用户两个矩将给出错误信息，提示用户两个矩阵的维数不匹配。阵的维数不匹配。一个标量也可以和其他不同维数的矩阵进一个标量也可以和其他不同维数的矩阵进行矩阵加减运算行矩阵加减运算 2022/12/27Matlab Language4 1、数组的算术运算、数组的算术运算 （续）（续）【例例1-1】数组加减法数组加减法a=zeros(2,3);a(:)=1:6;b=a+2.5b=3.5000 5.5000 7.500

4、0 4.5000 6.5000 8.5000c=b-ac=2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2022/12/27Matlab Language5 1、数组的算术运算、数组的算术运算(2)矩阵乘法矩阵乘法 假定有两个矩阵假定有两个矩阵A和和B，若，若A为为mn矩阵，矩阵，B为为np矩阵，则矩阵，则C=A*B为为mp矩阵。矩阵。a=1,2,3;4,5,6 b=1,2;3,0;7,4 c=a*bc=28 14 61 32a=1 2 3 4 5 6b=1 2 3 0 7 4【例例1-2】矩阵矩阵乘法乘法 2022/12/27Matlab Languag

5、e6 1、数组的算术运算、数组的算术运算(3)矩阵除法矩阵除法 在在MATLAB中，有两种矩阵除法运算：中，有两种矩阵除法运算：和和/，分别表示左除和右除。如果，分别表示左除和右除。如果A矩阵是非奇异方矩阵是非奇异方阵，则阵，则AB和和B/A运算可以实现。运算可以实现。AB等效于等效于A的的逆左乘逆左乘B矩阵，也就是矩阵，也就是inv(A)*B，而，而B/A等效于等效于A矩阵的逆右乘矩阵的逆右乘B矩阵，也就是矩阵，也就是B*inv(A)。对于含有标量的运算，两种除法运算的结果对于含有标量的运算，两种除法运算的结果相同，如相同，如3/4和和43有相同的值，都等于有相同的值，都等于0.75。又如，

6、。又如，设设a=10.5,25，则，则a/5=5a=2.1000 5.0000。对于。对于矩阵来说，左除和右除表示两种不同的除数矩阵矩阵来说，左除和右除表示两种不同的除数矩阵和被除数矩阵的关系。对于矩阵运算，一般和被除数矩阵的关系。对于矩阵运算，一般ABB/A。2022/12/27Matlab Language7 1、数组的算术运算、数组的算术运算(4)点运算点运算 在在MATLAB中，有一种特殊的运算，因为其中，有一种特殊的运算，因为其运算符是在有关算术运算符前面加点，所以叫点运算符是在有关算术运算符前面加点，所以叫点运算。运算。点运算符有点运算符有.*、./、.和和.。两矩阵进行点运算是指

7、它们的对应元素进行两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算，要求两矩阵的维参数相同。相关运算，要求两矩阵的维参数相同。2022/12/27Matlab Language8 1、数组的算术运算、数组的算术运算 （续）（续）【例例1-3】点幂点幂“.”举举例例a=1:6a=1 2 3 4 5 6b=reshape(a,2,3)b=1 3 5 2 4 6a=a.2a=1 4 9 16 25 36b=b.2b=1 9 25 4 16 36 2022/12/27Matlab Language9 1、数组的算术运算、数组的算术运算 （续）（续）【例例1-4】画出画出y=1/(x+1)的函数曲线，的函

8、数曲线，x0,100。x=0:100;y=1./(x+1);plot(x,y);legend(y=1/(x+1);2022/12/27Matlab Language10 1、数组的算术运算、数组的算术运算 （续）（续）【例例1-5】生成一个信号：生成一个信号：x=sin(2*pi*t)+sin(4*pi*t)t=0:199./100;%采样时间点采样时间点%生成信号生成信号x=sin(2*pi*t)+sin(4*pi*t);plot(t,x);legend(x=sin(2*pi*t)+sin(4*pi*t);2022/12/27Matlab Language11 1、数组的算术运算、数组的算术

9、运算 （续）（续）2022/12/27Matlab Language12 1、数组的算术运算、数组的算术运算(5)MATLAB常用数学函数常用数学函数函数使用说明：函数使用说明：三角函数以弧度为单位计算。三角函数以弧度为单位计算。sin、asin abs函数可以求实数的绝对值、复数的模、字符串的函数可以求实数的绝对值、复数的模、字符串的ASCII码值。码值。用于取整的函数有用于取整的函数有fix、floor、ceil、round，要注意它们，要注意它们的区别。的区别。rem与与mod函数的区别。函数的区别。rem(x,y)和和mod(x,y)要求要求x,y必须必须为相同大小的实矩阵或为标量。为

10、相同大小的实矩阵或为标量。sqrt平方根函数、平方根函数、log、log10、log2、exp、pow2 2022/12/27Matlab Language13 2、关系运算、关系运算 Matlab提供了提供了6种关系运算符：种关系运算符：、=、=、=（不等于）（不等于）关系运算符的运算法则：关系运算符的运算法则：1、当两个标量进行比较时，直接比较两数大小。若关系成立，、当两个标量进行比较时，直接比较两数大小。若关系成立，结果为结果为1，否则为，否则为0。2、当两个维数相等的矩阵进行比较时，其相应位置的元素按、当两个维数相等的矩阵进行比较时，其相应位置的元素按 标量关系进行比较，并给出结果，形

11、成一个维数与原来相同标量关系进行比较，并给出结果，形成一个维数与原来相同 的的0、1矩阵。矩阵。3、当一个标量与一个矩阵比较时，该标量与矩阵的各元素进行、当一个标量与一个矩阵比较时，该标量与矩阵的各元素进行 比较，结果形成一个与矩阵维数相等的比较，结果形成一个与矩阵维数相等的0、1矩阵。矩阵。2022/12/27Matlab Language14 2、关系运算、关系运算 （续）（续）【例例】建立建立5阶方阵阶方阵A，判断其元素能否被，判断其元素能否被3整除。整除。A=24,35,13,22,63;23,39,47,80,80;.90,41,80,29,10;45,57,85,62,21;37,

12、19,31,88,76A=24 35 13 22 6323 39 47 80 8090 41 80 29 1045 57 85 62 2137 19 31 88 76P=rem(A,3)=0%被被3除，求余除，求余P=1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 2022/12/27Matlab Language15【例例】在在0，3 区间，求区间，求 的值。要求的值。要求 消去负半波，即消去负半波，即(,2)区间内的函数值置零。区间内的函数值置零。x=0:pi/100:3*pi;y=sin(x);y1=(y=0).*y;%消去负半波消去负

13、半波 2022/12/27Matlab Language16 3、逻辑运算、逻辑运算 Matlab提供了提供了3种逻辑运算符：种逻辑运算符：&（与）、（与）、|（或）、（或）、（非）（非）逻辑运算符的运算法则：逻辑运算符的运算法则：1、在逻辑运算中，确认非零元素为真（、在逻辑运算中，确认非零元素为真（1），零元素为假（），零元素为假（0）。）。2、当两个维数相等的矩阵进行逻辑运算时，其相应位置的元素按、当两个维数相等的矩阵进行逻辑运算时，其相应位置的元素按 标量关系进行逻辑运算，并给出结果，形成一个维数与原来相标量关系进行逻辑运算，并给出结果，形成一个维数与原来相 同的同的0、1矩阵；矩阵；3

14、、当一个标量与一个矩阵逻辑运算时，该标量与矩阵的各元素进、当一个标量与一个矩阵逻辑运算时，该标量与矩阵的各元素进 行逻辑运算，结果形成一个与矩阵维数相等的行逻辑运算，结果形成一个与矩阵维数相等的0、1矩阵；矩阵；4、算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。、算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。5、逻辑非是单目运算，服从矩阵运算规则。、逻辑非是单目运算，服从矩阵运算规则。与对应的And()Or()Not()功能一致 2022/12/27Matlab Language17【例例】建立矩阵建立矩阵A，找出在，找出在10，20区间的元素的位置。区间的元素的位置。A=4,15,-45,10,6;56

15、,0,17,-45,0;find(A=10&Ax=-43,72,9,16,23,47;y=max(x)%求向量求向量x中的最大值中的最大值y=72y,l=max(x)%求向量求向量x中的最大值及其该元素的位置中的最大值及其该元素的位置y=72l=2 2022/12/27Matlab Language28 6.数据分析与统计数据分析与统计2.求矩阵的最大值和最小值求矩阵的最大值和最小值求矩阵求矩阵A的最大值的函数有的最大值的函数有3种调用格式，分别是：种调用格式，分别是：(1)max(A)：返回一个行向量，向量的第返回一个行向量，向量的第i个元素是矩阵个元素是矩阵A的第的第i列上的最大值；列上的

16、最大值；(2)Y,U=max(A)：返回行向量返回行向量Y和和U，Y向量记录向量记录A的每的每列的最大值，列的最大值，U向量记录每列最大值的行号；向量记录每列最大值的行号；(3)max(A,dim)：dim取取1或或2。dim取取1时，该函数和时，该函数和max(A)完全相同；完全相同；dim取取2时，该函数返回一个列向时，该函数返回一个列向量，其第量，其第i个元素是个元素是A矩阵的第矩阵的第i行上的最大值。行上的最大值。求最小值的函数是求最小值的函数是min，其用法和，其用法和max完全相同。完全相同。2022/12/27Matlab Language29【例例】求矩阵的最大值求矩阵的最大值

17、x=-43,72,9;16,23,47;y=max(x)%求矩阵求矩阵x中每列的最大值中每列的最大值y=16 72 47y,l=max(x)%求矩阵求矩阵x中每列的最大值及其该元素的位置中每列的最大值及其该元素的位置y=16 72 47l=2 1 2max(x,1),max(x,2)%求矩阵中每行的最大值求矩阵中每行的最大值 2022/12/27Matlab Language30 6.数据分析与统计数据分析与统计n求和与求积求和与求积sum(X)：返回向量返回向量X各元素的和。各元素的和。prod(X)：返回向量返回向量X各元素的乘积。各元素的乘积。sum(A)：返回一个行向量，其第返回一个行

18、向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i列的元素和。列的元素和。prod(A)：返回一个行向量，其第返回一个行向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i列的元素乘积。列的元素乘积。sum(A,dim)：当当dim为为1时，该函数等同于时，该函数等同于sum(A)；当；当dim为为2时，返时，返回一个列向量，其第回一个列向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i行的各元素之和。行的各元素之和。prod(A,dim)：当当dim为为1时，该函数等同于时，该函数等同于prod(A)；当；当dim为为2时，时，返回一个列向量，其第返回一个列向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i行的各元素乘积。行的各元素

19、乘积。2022/12/27Matlab Language31 6.数据分析与统计数据分析与统计【例例】求向量的和与积求向量的和与积x=1,2,3,4,5,6;sum(x)%求向量求向量x中所有元素之中所有元素之和和ans=21prod(x)%求向量求向量x中所有元素之中所有元素之积积ans=720 2022/12/27Matlab Language32 6.数据分析与统计数据分析与统计【例例】求矩阵的和与积求矩阵的和与积x=1,2,3;4,5,6;7,8,9;sum(x)%求矩阵求矩阵x中各列元素之中各列元素之和和ans=12 15 18prod(x)%求矩阵求矩阵x中各列元素之中各列元素之积

20、积ans=28 80 162 2022/12/27Matlab Language33 6.数据分析与统计数据分析与统计n平均值与中值平均值与中值 求数据序列平均值的函数是求数据序列平均值的函数是mean，求数据序列中值的函数是，求数据序列中值的函数是median。两个函数的调用格式为：两个函数的调用格式为：mean(X)：返回向量：返回向量X的算术平均值。的算术平均值。median(X)：返回向量：返回向量X的中值。的中值。mean(A)：返回一个行向量，其第：返回一个行向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i列的算术平均值。列的算术平均值。median(A)：返回一个行向量，其第：返回一个行

21、向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i列的中值。列的中值。mean(A,dim)：当：当dim为为1时，该函数等同于时，该函数等同于mean(A)；当；当dim为为2时，时，返回一个列向量，其第返回一个列向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i行的算术平均值。行的算术平均值。median(A,dim)：当：当dim为为1时，该函数等同于时，该函数等同于median(A)；当；当dim为为2时，返回一个列向量，其第时，返回一个列向量，其第i个元素是个元素是A的第的第i行的中值。行的中值。2022/12/27Matlab Language34 6.数据分析与统计数据分析与统计【例例】求向量的平均

22、值与中值求向量的平均值与中值x=1,2,3,4,5,9;mean(x)%求向量求向量x中所有元素的算术平均值中所有元素的算术平均值ans=4median(x)%求向量求向量x中所有元素的中值中所有元素的中值ans=3.5000 2022/12/27Matlab Language35 6.数据分析与统计数据分析与统计【例例】求矩阵的平均值与中值求矩阵的平均值与中值x=1,2,3;4,5,6;7,8,9;mean(x)%求矩阵求矩阵x中各列元素之算术平均值中各列元素之算术平均值ans=4 5 6median(x)%求矩阵求矩阵x中各列元素之中值中各列元素之中值ans=4 5 67 矩阵分析与处理矩

23、阵分析与处理7.1 7.1 矩阵结构调整变换矩阵结构调整变换7.1.1 7.1.1 对角阵与三角阵对角阵与三角阵1 1对角阵对角阵只有对角线上有非只有对角线上有非0 0元素的矩阵称为对角矩阵，元素的矩阵称为对角矩阵，对角线上的元素相等的对角矩阵称为数量矩对角线上的元素相等的对角矩阵称为数量矩阵，对角线上的元素都为阵，对角线上的元素都为1 1的对角矩阵称为单的对角矩阵称为单位矩阵。位矩阵。(1)(1)提取矩阵的对角线元素提取矩阵的对角线元素 设设A A为为m mn n矩阵，矩阵，diag(Adiag(A)函数：用于提取矩阵函数：用于提取矩阵A A主对角线元素，主对角线元素，产生一个具有产生一个具

24、有 min(m,nmin(m,n)个元素的列向量。个元素的列向量。diag(A,kdiag(A,k)：其功能是提取第：其功能是提取第k k条对角线的元素。条对角线的元素。(2)(2)构造对角矩阵构造对角矩阵 设设V V为具有为具有m m个元素的向量，个元素的向量，diag(Vdiag(V)将产生一个将产生一个m mm m对角矩阵，其主对角线对角矩阵，其主对角线元素即为向量元素即为向量V V的元素。的元素。diag(V,kdiag(V,k)，其功能是产生一个，其功能是产生一个n nn(nn(n=m+|km+|k|)|)对对角阵，其第角阵，其第k k条对角线的元素即为向量条对角线的元素即为向量V

25、V的元素。的元素。例例 先建立先建立5 55 5矩阵矩阵A A，然后将，然后将A A的第一行元的第一行元素乘以素乘以1 1，第二行乘以，第二行乘以2 2，第五行乘，第五行乘以以5 5。A=17,0,1,0,15;23,5,7,14,16;4,0,13,0,22;10,12,19,21,3;.A=17,0,1,0,15;23,5,7,14,16;4,0,13,0,22;10,12,19,21,3;.11,18,25,2,19;11,18,25,2,19;D=diag(1:5);D=diag(1:5);D*A%D*A%用用D D左乘左乘A A，对，对A A的每行乘以一个的每行乘以一个指定常数指定常

26、数2 2三角阵三角阵三角阵又进一步分为三角阵又进一步分为上三角阵上三角阵和和下三角阵下三角阵，所谓上三角阵，即，所谓上三角阵，即矩阵的对角线以下的元素全为矩阵的对角线以下的元素全为0 0的一种矩阵，而下三角阵则是对的一种矩阵，而下三角阵则是对角线以上的元素全为角线以上的元素全为0 0的一种矩阵。的一种矩阵。(1)(1)上三角矩阵上三角矩阵求矩阵求矩阵A A的上三角阵的的上三角阵的MATLABMATLAB函数是函数是triu(Atriu(A)。triu(Atriu(A)函数也有另一种形式函数也有另一种形式triu(A,ktriu(A,k)，其功能是求矩阵，其功能是求矩阵A A的第的第k k条条对

27、角线以上的元素。例如，提取矩阵对角线以上的元素。例如，提取矩阵A A的第的第2 2条对角线以上的元条对角线以上的元素，形成新的矩阵素，形成新的矩阵B B。(2)(2)下三角矩阵下三角矩阵在在MATLABMATLAB中，提取矩阵中，提取矩阵A A的下三角矩阵的函数是的下三角矩阵的函数是tril(Atril(A)和和tril(A,ktril(A,k)，其用法与提取上三角矩阵的函数，其用法与提取上三角矩阵的函数triu(Atriu(A)和和triu(A,ktriu(A,k)完全完全相同。相同。7.1.2 7.1.2 矩阵的转置与旋转矩阵的转置与旋转1 1矩阵的转置矩阵的转置转置运算符是单撇号转置运算

28、符是单撇号()。2 2矩阵的旋转矩阵的旋转利用函数利用函数rot90(A,k)rot90(A,k)将矩阵将矩阵A A旋转旋转9090 的的k k倍，当倍，当k k为为1 1时时可省略。可省略。3 3矩阵的左右翻转矩阵的左右翻转对矩阵实施左右翻转是将原矩阵的第一列和最后一对矩阵实施左右翻转是将原矩阵的第一列和最后一列调换，第二列和倒数第二列调换，列调换，第二列和倒数第二列调换，依次类推。，依次类推。MATLABMATLAB对矩阵对矩阵A A实施左右翻转的函数是实施左右翻转的函数是fliplr(Afliplr(A)。4 4矩阵的上下翻转矩阵的上下翻转MATLABMATLAB对矩阵对矩阵A A实施上

29、下翻转的函数是实施上下翻转的函数是flipud(Aflipud(A)。7.2 矩阵求逆与线性方程组求解矩阵求逆与线性方程组求解7.2.1 矩阵的逆矩阵的逆对于一个方阵对于一个方阵A，如果存在一个与其同阶的方阵，如果存在一个与其同阶的方阵B，使得：使得：AB=BA=I(I为单位矩阵为单位矩阵)则称则称B为为A的逆矩阵，当然，的逆矩阵，当然，A也是也是B的逆矩阵。的逆矩阵。求一个矩阵的逆是一件非常烦琐的工作，容易出错，求一个矩阵的逆是一件非常烦琐的工作，容易出错，但在但在MATLAB中，求一个矩阵的逆非常容易。求方中，求一个矩阵的逆非常容易。求方阵阵A的逆矩阵可调用函数的逆矩阵可调用函数inv(A

30、)。7.2.2 用矩阵求逆方法求解线性方程组用矩阵求逆方法求解线性方程组在线性方程组在线性方程组Ax=b两边各左乘两边各左乘A-1，有，有 A-1Ax=A-1b由于由于A-1A=I，故得，故得 x=A-1b例例 用求逆矩阵的方法解线性方程组。用求逆矩阵的方法解线性方程组。命令如下：命令如下：A=1,2,3;1,4,9;1,8,27;b=5,-2,6;x=inv(A)*b也可以运用左除运算符也可以运用左除运算符“”求解线性代数方程组。求解线性代数方程组。7.3 矩阵求值矩阵求值7.3.1 方阵的行列式方阵的行列式把一个方阵看作一个行列式，并对其按行列把一个方阵看作一个行列式，并对其按行列式的规则

31、求值，这个值就称为所对应的行列式的规则求值，这个值就称为所对应的行列式的值。在式的值。在MATLAB中，求方阵中，求方阵A所对应的所对应的行列式的值的函数是行列式的值的函数是det(A)。7.3.2 7.3.2 矩阵的秩与迹矩阵的秩与迹1 1矩阵的秩矩阵的秩矩阵线性无关的行数与列数称为矩阵的秩。在矩阵线性无关的行数与列数称为矩阵的秩。在MATLABMATLAB中，求矩阵秩的函数是中，求矩阵秩的函数是rank(Arank(A)。2 2矩阵的迹矩阵的迹矩阵的迹等于矩阵的对角线元素之和，也等于矩阵矩阵的迹等于矩阵的对角线元素之和，也等于矩阵的特征值之和。在的特征值之和。在MATLABMATLAB中，

32、求矩阵的迹的函数中，求矩阵的迹的函数是是trace(Atrace(A)。7.4 矩阵的特征值与特征向量矩阵的特征值与特征向量在在MATLABMATLAB中，计算矩阵中，计算矩阵A A的特征值和特征向量的函数是的特征值和特征向量的函数是eig(Aeig(A)，常用的，常用的调用格式有调用格式有3 3种：种：(1)E=(1)E=eig(Aeig(A)：求矩阵：求矩阵A A的全部特征值，构成向量的全部特征值，构成向量E E。(2)V,D=(2)V,D=eig(Aeig(A)：求矩阵：求矩阵A A的全部特征值，构成对角阵的全部特征值，构成对角阵D D，并求，并求A A的特征的特征向量构成向量构成V V

33、的列向量。的列向量。(3)V,D=(3)V,D=eig(A,eig(A,nobalancenobalance)：与第：与第2 2种格式类似，但第种格式类似，但第2 2种格式中先对种格式中先对A A作相似变换后求矩阵作相似变换后求矩阵A A的特征值和特征向量，而格式的特征值和特征向量，而格式3 3直接求矩阵直接求矩阵A A的的特征值和特征向量。特征值和特征向量。例例3.9 3.9 用求特征值的方法解方程。用求特征值的方法解方程。3x3x5 5-7x-7x4 4+5x+5x2 2+2x-18=0+2x-18=0p=3,-7,0,5,2,-18;p=3,-7,0,5,2,-18;A=A=compan

34、(pcompan(p);%A);%A的伴随矩阵的伴随矩阵x1=x1=eig(Aeig(A)%)%求求A A的特征值的特征值x2=x2=roots(proots(p)%)%直接求多项式直接求多项式p p的零点的零点n字符和字符串类型字符和字符串类型8 字符串（字符串（string、array of characters）在在MatlabMatlab中，数据类型（中，数据类型（charchar）表示一个字符。）表示一个字符。一个一个charchar类型的类型的1 1 n n数组数组称为称为字符串字符串stringstring。在在MatlabMatlab中，用中，用“单引号对单引号对”表示字符串。

35、表示字符串。2022/12/27Matlab Language47 8 字符串（字符串（string、array of characters）n关于字符串关于字符串nMATLAB处理字符处理字符(Characters)与字符串与字符串(Strings)的的相关指令相关指令大部分都放在下列目大部分都放在下列目录录之中：之中：MATLAB根目录根目录toolboxmatlabstrfunn其中的其中的strfun就是代表就是代表String Functions。若。若要要查询与字符查询与字符和和字符串相关字符串相关的的指令指令，可在，可在 MATLAB 下下输输入：入：help strfun 或是

36、或是 help strings 2022/12/27Matlab Language48 8.1字符串字符串的的概念概念n多个字符多个字符（Characters）可以）可以构成一个构成一个字符串字符串（Strings），或称为或称为字符数组字符数组(character array)。n一一个个字符串字符串是被是被视为一个视为一个行行向量向量（row vector）。n字符串字符串中的每一中的每一个个字符字符（含（含空格空格），），以其以其 ASCII 码码的形式存的形式存放放于行于行向量中向量中，是是该字符串变量该字符串变量的一的一个个元素元素（element）。nMATLAB提供了丰富的字符串

37、操作，包括字符串的创提供了丰富的字符串操作，包括字符串的创建、合并、比较、查找以及与数值之间的转换。建、合并、比较、查找以及与数值之间的转换。2022/12/27Matlab Language49 8.2 字符串的构造字符串的构造(1)nMatlab 用用单引号单引号来来界定界定一个一个字字符符串串。n直接在单引号对内输入字符串内容，得到新字符串直接在单引号对内输入字符串内容，得到新字符串n如要输入的字符串中有单引号如要输入的字符串中有单引号，则由两个连续的单引号来表则由两个连续的单引号来表示。示。n若要若要计算字符串变量计算字符串变量的的长度长度（即（即组成字符串组成字符串的的个数个数），可

38、用），可用 length 指令指令。【例例】命名字符串变量命名字符串变量str1=I like MATLAB,;%建立字串建立字串变量变量 str1str2=JavaScript,and Perl!;%建立字串建立字串变量变量str2【例例】含单引号字符串的输入含单引号字符串的输入sentence=Ive got a date!;length(sentence)%计算计算字字字符串字符串sentence的的长度长度ans=16 2022/12/27Matlab Language50 8.2 字符串的构造字符串的构造(2)ndouble 指令指令:查看字符串变量查看字符串变量的的存储存储內容（即

39、內容（即 ASCII 内码内码）nchar 指令指令:将将 ASCII 內內码转换为码转换为字字符符串形式串形式【例例】:字符串与字符串与ASCII码的相互转换码的相互转换 sentence=Ive got a date!;sentenceAscii=double(sentence)%查看查看 sentence 的的 ASCII 码码sentence2=char(sentenceAscii)%将将 ASCII 码恢复成码恢复成字字符符串形式串形式sentenceAscii=73 39 118 101 32 103 111 116 32 97 32 100 97 116 101 33 sente

40、nce2=Ive got a date!2022/12/27Matlab Language51 8.3 一一个字符数组变量存储个字符数组变量存储多多行行字字符符串串 n第一第一种种方法是使用方法是使用二维字符数组二维字符数组（Two Dimensional Character Arrays）n必须必须先先确认每个字符串确认每个字符串（即每（即每一行一行）的）的长度一样长度一样，否则就否则就必须必须在短字在短字符符串串结尾补齐结尾补齐空空格格【例例】多行字符串变量多行字符串变量departments=ee ;cs ;econ注意注意上述语句中上述语句中空空格字符格字符的使用的使用。departm

41、ents=ee cs econ 2022/12/27Matlab Language52 8.3、一一个变量存储个变量存储多多个个字字符符串串（续）（续）n用用char 函数创建字符串数组函数创建字符串数组 得到得到结果结果和和上例的一样上例的一样;departments=char(ee,cs,econ)%注意注意空格空格及及,的使用的使用注意注意：该函数能自动为每个字符串该函数能自动为每个字符串补足空格到最长字符串长度；补足空格到最长字符串长度；2022/12/27Matlab Language53 8.3、一一个变量存储个变量存储多多个个字字符符串串（续）（续）n从二维字符数组访问从二维字符

42、数组访问字字符符串串时时，切记切记要使用要使用 deblank 指指令来清除字符串令来清除字符串尾部的空尾部的空格字符格字符 【例例】使用使用deblank命令清除字符串命令清除字符串尾部空尾部空格格.departments=char(ee,cs,econ);dept1=departments(1,:);%(1,:)代表第一代表第一行行的的全部全部元素元素 dept2=deblank(dept1);%使用使用 deblank 指令清除指令清除尾部的尾部的空格字符空格字符 len1=length(dept1)%显示变量显示变量 dept1 的的长度长度=4len2=length(dept2)%显

43、示变量显示变量 dept2 的的长度长度=2 2022/12/27Matlab Language54 8.4、字字符符串串操作操作类型类型的的判断判断nclass 或或 ischar 指令指令:可以用来判断可以用来判断一一个变量的类型或个变量的类型或它它是否是否为字符串变量。为字符串变量。【例例】:判断一个变量是否为字符串变量。判断一个变量是否为字符串变量。chinese=今日事，今日今日事，今日毕毕;out1=class(chinese)%out1 的的值值是是“char”x=chinese+1;out2=ischar(x)%out2 的的值值是是 0，代表，代表 x 不是字不是字符符串串变

44、量变量 2022/12/27Matlab Language55 8.4、字符串操作、字符串操作字符串的合并字符串的合并n可以使用可以使用方括号方括号“”直接连接直接连接多多个个字字符符串串变量，变量，得到得到一一个个新字新字符符串串变量。变量。n也可以使用也可以使用strcat()字符串合并函数实现字符串构造字符串合并函数实现字符串构造【例例】命名字符串变量命名字符串变量str1=I like MATLAB,;%建立字串建立字串变量变量 str1str2=JavaScript,and Perl!;%建立字串建立字串变量变量str2str3=str1 str2%直接连接直接连接str1及及str

45、2，以建立，以建立str3Str3=strcat(str1,str2)str3=I like MATLAB,JavaScript,and Perl!注意：注意：strcat函数会把字符串结尾的空格删除，首部空格不删除函数会把字符串结尾的空格删除，首部空格不删除 2022/12/27Matlab Language56 8.4、字字符符串的串的操作操作字符串比较字符串比较nstrcmp 函数函数:用于比较字符串的用于比较字符串的內容的內容的异同异同【例例】字符串比较字符串比较n不相等不相等返回返回0,相等相等返回返回1n有关函数：有关函数：strncmp()strcmpi()strncmpi()s

46、tr1=today;str2=tomorrow;str3=today;out1=strcmp(str1,str2)%比较比较字字符符串串 str1 和和 str2 out1=0%表示表示字字符符串串 str1 和和 str2不同不同out2=strcmp(str1,str3)%比较比较字字符符串串 str1 和和 str3out2=1%表示表示字字符符串串 str1 和和 str2相同相同 在在MATLABMATLAB中中，可可以以对对字字符符串串运运用用关关系系运运算算符符，但但要要求求两个字符串具有两个字符串具有相同的长度相同的长度，或者其中一个是，或者其中一个是标量标量。8.4、字字符符

47、串的串的操作操作字符串比较字符串比较n用用关系运算符关系运算符比较字符串比较字符串 MATLABMATLAB提提供供的的一一些些字字符符串串查查找找和和替替换换函函数数如如下下表表所示。所示。8.4、字字符符串的串的操作操作字符串查找和替换字符串查找和替换 MATLAB MATLAB提供的一些数值转换为字符串函数如下表所示。提供的一些数值转换为字符串函数如下表所示。8.4、字字符符串的串的操作操作字符串与数值间转换字符串与数值间转换续表 MATLABMATLAB提提供供的的一一些些字字符符串串转转换换为为数数值值函函数数如如下下表表所所示。示。2022/12/27Matlab Language

48、64 10 空数组（空数组（empty array）n有一维是有一维是0的数组即为空数组的数组即为空数组n空数组不占据存储空间空数组不占据存储空间n最简单的空数组：最简单的空数组：0 x 0的矩阵的矩阵n 复杂的空数组：复杂的空数组：0 x 5 or 10 x 0例如：例如：a=;b=ones(0,5);察看空数组：察看空数组：a,b,c%or whos a b c空数组并非全空数组并非全0数组数组 2022/12/27Matlab Language65 10.空数组空数组（续）（续）n数组维数的减小数组维数的减小n删除数组的某列和行删除数组的某列和行a=ones(4),a(:,2)=n删除删

49、除(2-D、3-D)数组的单个元素数组的单个元素使用使用“全下标全下标”方式，不能删除单个元素方式，不能删除单个元素a(1,2)=%系统会警告信息系统会警告信息使用使用“单下标单下标”可以删除单个元素可以删除单个元素a(2:4)=%数组数组a将变为向量将变为向量n使用使用“”同样可以减小同样可以减小字符数组字符数组的维数的维数11.1结构体类型 结构体类型是一种由若干属性（field）组成的MATLAB数据，其中的每个属性可以是任意数据类型。它它能能将将一一组组具具有有不不同同属属性性的的数据纳入到一个统一的变量名下进行管理。数据纳入到一个统一的变量名下进行管理。11 结构体类型结构体类型 下

50、图表示了一个结构体（Personel），它包括3个属性（Name、Score和Salary），其中Name是一个字符串，Score是一个数值，Salary是一个15的向量。11.2结构体数组的构造 构造一个结构体（数组）有两种方法。利用赋值语句 通过赋值语句为结构体中的每个指定属性赋值，从而构造结构体。结构矩阵名结构矩阵名.成员名成员名=表达式表达式利用函数struct()在MATLAB中，函数struct()的具体用法如下：其中，strArray、field和val分别表示结构体名、属性名和相应的属性值。11.3结构体数组的访问 通过结构体数组的下标引用，可以访问任意元素的所有属性，同时可以