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文档简介

第2章基本使用办法

MATLABR2023基础教程清华大学出版社教学目标教学重点教学内容10/10/20231第1页教学目标掌握利用MATLAB2023命令窗口进行简单数学运算理解MATLAB2023基本数学函数掌握常用操作命令和快捷键理解MATLAB2023数据类型理解MATLAB2023操作符理解MATLAB2023脚本编程10/10/20232第2页教学重点掌握利用MATLAB2023命令窗口进行简单数学运算掌握常用操作命令和快捷键理解MATLAB2023数据类型理解MATLAB2023操作符10/10/20233第3页教学内容简单数学运算常用操作命令和快捷键MATLAB2023b数据类型MATLAB2023b操作符MATLAB2023b基本数学函数MATLAB2023b脚本编程10/10/20234第4页简单数学运算(1/5)最简单计算器使使用方法直接输入法存放变量法10/10/20235第5页简单数学运算(2/5)体现式书写规则在大多数情况下,MATLAB对空格不予处理,因此在书写体现式时,能够利用空格调整体现式格式,使体现式更易于阅读。在MATLAB体现式中,遵守四则运算法则,与一般法则相同。即运算从左到右进行,乘法和除法优先于加减法,指数运算优先于乘除法,括号运算级别最高;在有多重括号存在情况下,从括号最里边向最外边逐渐扩展。需要注意是,在MATLAB中只用小括号代表运算级别,中括号只用于生成向量和矩阵,花括号用于生成单元数组。10/10/20236第6页简单数学运算(3/5)MATLAB数学运算符需要注意是,右除和左除意义并不相同。右除为常规除法,而左除意义为:a\b=b/a。符号功能实例+加法3+5=8-减法3-5=-2*矩阵乘法3*5=15.*乘,点乘,即数组乘法/右除3/5=0.6000./数组右除\左除3\5=1.6667.\数组左除^乘方3^5=243.^数组乘方'矩阵共轭转置.'矩阵转置10/10/20237第7页简单数学运算(4/5)标点符号使用在MATLAB中,标点符号有着充足意义,能够用标点符号进行运算,或者标点符号能够包括特定意义。标点符号定义标点符号定义分号(;)数组行分隔符;取消运行显示点(.)小数点;构造体组员访问逗号(,)数组列分隔符;函数参数分隔符省略号(…)续行符冒号(:)在数组中应用较多,如生成等差数列引号(‘’)定义字符串圆括号(())指定运算优先级;函数参数调用;数组索引等号(=)赋值语句方括号([])定义矩阵感慨号(!)调用操作系统运算花括号({})定义单元数组百分号(%)注释语句标识10/10/20238第8页简单数学运算(5/5)分号(;)分号用于辨别数组行,或者用于一种语句结尾处,取消运行显示。百分号(%)该符号用于在程序文本中添加注释,增加程序可读性。百分号之后文本都将视作注释,系统不对其进行编译。10/10/20239第9页MATLAB中常用数学函数MATLAB提供了一系列函数支持基本数学运算,这些函数中大多数调用格式和我们平时书写习惯一致,方便顾客记忆和书写。10/10/202310第10页常用操作命令和快捷键(1/3)为方便顾客操作,MATLAB中定义了某些快捷键。掌握某些常用操作命令和快捷键,能够使得对MATLAB操作愈加便利。10/10/202311第11页常用操作命令和快捷键(2/3)常用操作命令命令功能命令功能cd显示或变化工作目录hold图形保持命令clc清空命令窗口load加载指定文献中变量clear清除工作区中变量pack整顿内存碎片clf清除图形窗口path显示搜索目录diary日记文献命令quit退出MATLABdir显示目前目录下文献save保存内存变量disp显示变量或文字内容type显示文献内容echo命令窗口信息显示开关10/10/202312第12页常用操作命令和快捷键(3/3)常用操作快捷键快捷键功能快捷键功能↑(Ctrl+p)调用上一行Home(ctrl+a)移动到命令行开头↓(Ctrl+n)调用下一行End(ctrl+e)移动到命令行结尾←(Ctrl+b)光标左移一种字符Ctrl+Home移动到命令窗口顶部→(Ctrl+f)光标右移一种字符Ctrl+End移动到命令窗口底部Ctrl+←光标左移一种单词Shift+Home选中光标和体现式开头之间内容Ctrl+→光标右移一种单词Shift+End选中光标和体现式结尾之间内容Esc取消目前输入行Ctrl+k剪切光标和体现式结尾之间内容10/10/202313第13页MATLAB2023b数据类型

整数浮点数复数逻辑变量多种数据类型之间运算多种数据类型之间转换数据类型操作函数变量系统预定义特殊变量10/10/202314第14页数据类型操作函数其中’type’包括’numeric’、’integer’、’float’和所有数据类型。函数描述double创建或转化为双精度类型single创建或转化为单精度类型int8,int16,int32,int64创建或转化为对应有符号整数类型uint8,uint16,uint32,uint64创建或转化为对应无符号整数类型isnumeric判断是否为整数或浮点数,是则返回true(或者1)isinteger判断是否为整数,是则返回true(或者1)isfloat判断是否为浮点数,是则返回true(或者1)isa(x,’type’)判断是否为‘type’指定类型,是则返回true(或者1)cast(x,’type’)设置x类型为’type’intmax(‘type’)’type’类型最大整数值intmin(‘type’)’type’类型最小整数值realmax(‘type’)’type’类型最大浮点实数值realmin(‘type’)’type’类型最小浮点实数值eps(‘type’)’type’类型eps值eps(‘x’)变量xeps值10/10/202315第15页整数MATLAB支持8位、16位、32位和64位有符号和无符号整数数据类型。上述整数数据类型除了定义范围不一样外,具有相同性质。数据类型描述uint88位无符号整数,范围为0~255(即0~28-1)int88位有符号整数,范围为-128~127(即-27~27-1)uint1616位无符号整数,范围为0~65535(即0~216-1)int1616位有符号整数,范围为-32768~32767(即-215~215-1)uint3232位无符号整数,范围为0~4294967295(即0~232-1)int3232位有符号整数,范围为-2147483648~2147483647(即-231~231-1)uint6464位无符号整数,范围为0~18446744073709551615(即0~264-1)int6464位有符号整数,范围为-9223372036854775808~9223372036854775807(即-263~263-1)10/10/202316第16页定义整数变量定义变量:由于MATLAB默认数据类型为双精度型,因此在定义整形变量时,需指定变量数据类型。10/10/202317第17页整数运算(1/2)运算:类型相同整数之间能够进行运算,返回相同类型成果。在进行加、减和乘法运算时比较简单,在进行除法运算时稍微复杂某些,由于在多精度情况下,整数除法不一定能得到整数成果。在进行除法时,MATLAB首先将两个数视为双精度类型进行运算,然后将成果转化为对应整形数据。MATLAB中不允许进行不一样整数类型之间运算。10/10/202318第18页整数运算(2/2)由于每种整数数据类型都有对应取值范围,因此数学运算有也许产生成果溢出。MATLAB利用饱和处理处理此类问题,即当运算成果超出了此类数据类型上限或下限时,系统将成果设置为该上限或下限。例2-10整数运算中数据溢出>>x=int8(100);>>y=int8(90);>>z=x+yz=127>>x-3*yans=-27>>x-y-y-yans=-128成果溢出上限,因此成果为1273*y溢出上限,成果为127,继续计算,得到最后成果-27计算x-y-y-y时,从左到右进行计算,成果溢出下限,因此成果为-12810/10/202319第19页浮点数(1/2)MATLAB默认数据类型是双精度类型(double)。为了节省存放空间,MATLAB也支持单精度数据类型数组。单精度和双精度数据类型取值范围和精度能够通过例2-11方式进行查看10/10/202320第20页浮点数(2/2)例2-11单精度和双精度数据类型取值范围和精度>>realmin('single')ans=1.1755e-038>>realmax('single')ans=3.4028e+038>>eps('single')ans=1.1921e-007>>realmin('double')ans=2.2251e-308>>realmax('double')ans=1.7977e+308>>eps('double')ans=2.2204e-016创建单精度类型变量时需要申明变量类型,与创建整型变量类似。单精度数据类型数据进行运算时,返回值为单精度。10/10/202321第21页复数复数由两个部分组成:实部和虚部。基本虚数单位等于,在MATLAB中虚数单位由i或者j表达。MATLAB中能够通过两种办法创建复数,第一种办法为直接输入法,另一种创建复数办法为通过complex函数。10/10/202322第22页复数complex函数调用办法如下。c=complex(a,b),返回成果c为复数,其实部为a,虚部为b。输入参数a和b能够为标量,或者维数、大小相同向量、矩阵或者多维数组,输出参数和a和b构造相同。a和b能够有不一样数据类型,当a和b为多种不一样类型时,返回值分别为:当a和b中有一种为单精度时,返回成果为单精度;假如a和b其中一种为整数类型,则另外一种必须有相同整数类型,或者为双精度型,返回成果c为相同整数类型。c=complex(a),只有一种输入参数,返回成果c为复数,其实部为a,虚部为0。不过此时c数据类型为复数。10/10/202323第23页逻辑数组(1/5)逻辑数据类型通过1和0分别表达逻辑真和逻辑假。某些MATLAB函数或操作符会返回逻辑真或逻辑假表达条件是否满足。如体现式(5*10)>40返回逻辑真。在MATLAB中,存在逻辑数组,如下面体现式返回逻辑数组:>>[3040506070]>40ans=0011110/10/202324第24页逻辑数组(2/5)逻辑数组创建创建逻辑数组最简单办法为直接输入元素值为true或者false逻辑数组也能够通过逻辑体现式生成10/10/202325第25页逻辑数组(3/5)MATLAB中返回逻辑值函数和操作符函数说明true,false将输入参数转化为逻辑值logical将数值转化为逻辑值&(and),|(or),~(not),xor,any,all逻辑操作符&&,||“并”和“或”简写方式==(eq),~=(ne),<(lt),>(gt),<=(le),>=(ge)关系操作符所有is*类型函数,cellfun判断函数strcmp,strncmp,strcmpi,strncmpi字符串比较10/10/202326第26页逻辑数组(4/5)逻辑数组应用用于条件体现式 假如仅当条件成立时执行某段代码,能够应用逻辑数组进行判断和控制用于数组索引 在MATLAB中支持通过一种数组对另一种数组进行索10/10/202327第27页逻辑数组(5/5)逻辑数组判断MATLAB中提供了一组函数用于判断数组是否为逻辑数组函数功能whos(x)显示数组x元素值及数据类型islogical(x)判断数组x是否为逻辑数组,是则返回真isa(x,'logical')判断数组x是否为逻辑数组,是则返回真class(x)返回数组x数据类型cellfun('islogical',x)判断单元数组每个单元是否为逻辑值10/10/202328第28页多种数据类型之间转换在MATLAB中,多种数据类型之间能够互相转化,转化方式为:1)datatype(variable),其中datatype为目标数据类型,variable为待转化变量;2)cast(x,’type’),将x类型转化为’type’指定类型。转化时,假如由高精确度数据类型转化为低精确度数据类型,则对数据进行四舍五入;假如由定义范围大数据类型转化为定义范围小数据类型,则返回目标数据类型上限或下限。10/10/202329第29页变量MATLAB变量命名规则与其他计算机语言类似,这一节介绍MATLAB命名规则。首先,变量名必须是一种单一词,不能包括空格,另外其命名必须符合下列规则:(1)变量名辨别大小写。如pi和Pi是两个不一样变量。在命令窗口中输入如下命令,查看其成果。(2)变量名长度不超出63个字符,超出部分将会被忽视。(3)变量名必须以字母开始,其后能够为字母、数字或者下划线。MATLAB中变量名不支持其他符号,由于其他符号在MATLAB中具有特殊意义。

10/10/202330第30页MATLAB2023b操作符关系运算符MATLAB关系运算符能用来比较两个相同大小数组,或用来比较一种数组和一种标量。MATLAB关系运算符包括所有常用比较运算符,如表所示

运算符说明运算符说明<不大于<=不大于或等于>大于>=大于或等于==等于~=不等于10/10/202331第31页逻辑运算符逻辑运算符主要包括“与”、“或”和“非”。使用逻辑运算符能够将多种体现式组合在一起,或者对关系体现式取反。MATLAB中逻辑运算符如表所示。运算符描述&与&&与,只适用于标量。a&&b,当a值为假时,则忽视b值|或||或,只适用于标量。a||b,当a值为真时,则忽视b值~非10/10/202332第32页运算符优先级MATLAB在执行具有关系运算和逻辑运算数学运算时,同样遵循一套优先级标准。MATLAB首先执行具有较高优先级运算,然后执行具有较低优先级运算;假如两个运算优先级相同,则按从左到右次序执行。MALTAB中各运算符优先级次序如表所示,表中按照优先级从高到低次序排列各运算符。运算符圆括号()转置(.’),共轭转置(‘),乘方(.^),矩阵乘方(^)标量加法(+)、减法(-)、取反(~)乘法(.*),矩阵乘法(*),右除(./),左除(.\),矩阵右除(/),矩阵左除(\)加法(+),减法(-),逻辑非(~)冒号运算符(:)不大于(<),不大于等于(<=),大于(>),大于等于(>=),等于(==),不等于(~=)数组逻辑与(&)数组逻辑或(|)逻辑与(&&)逻辑或(||)10/10/202333第33页MATLAB2023b基本数学函数位操作函数逻辑运算函数

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