Matlab语言基础-Matlab教程.ppt

Matlab语言基础,1）启动与退出 双击matlab图标，进入matlab命令窗口（command window）,即可输入命令语句，开始运算，或从开始菜单的程序中单击matlab进入。单击file菜单中的Exit,或在命令窗口输入Exit并回车即可退出。2）语句形式 变量=表达式 输入一个语句并以回车结束，则在工作区显示计算结果，语句以“；”结束，只进行计算但不显示结果。太长的表达式可以用续行号将其延续到下一行。一行可以写几个语句，它们之间用逗号或句号分开。例：输入a=1,3)MATLAB中变量的命名规则是：（1）变量名必须是不含空格的单个词；（2）变量名区分大小写；（3）变量名最多不超过19个字符；（4）变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母、数字或下划线，变量名中不允许使用标点符号.（5）特殊变量ans：用于结果的缺省变量名 i、j：虚数单位pi：圆周率 nargin：函数的输入变量个数eps：计算机的最小数 nargout：函数的输出变量个数inf：无穷大 realmin：最小正实数realmax：最大正实数 nan：不定量flops：浮点运算数,4)数学运算符号及标点符号,（1）MATLAB的每条命令后，若为逗号或无标点符号，则显示命令的结果；若命令后为分号，则禁止显示结果.（2）“%”后面所有文字为注释,M文件中(ctr+R全注释，ctr+T全取消).（3）“.”表示续行.,5)数学函数,x=logspace(first，last，n）创建从开始，到结束，有n个元素的对数分隔行向量.,1、创建简单的数组,x=a b c d e f 创建包含指定元素的行向量,x=first：last 创建从first开始，加1计数，到last结束的行向量,x=first：increment：last 创建从first开始，加increment计数，last结束的行向量,x=linspace(first，last，n）创建从first开始，到last结束，有n个元素的行向量,6)数组,2、数组元素的访问,（3）直接使用元素编址序号：x(a b c d)表示提取数组x的第a、b、c、d个元素构成一个新的数组x(a)x(b)x(c)x(d).,（2）访问一块元素：x(a：b：c)表示访问数组x的从第a个元素开始，以步长为b到第c个元素（但不超过c），b可以为负数，b缺损时为1.,（1）访问一个元素：x(i)表示访问数组x的第i个元素.,MATLAB(shuzu1),MATLAB(shuzu2),3、数组的方向 前面例子中的数组都是一行数列，是行方向分布的.称之为行向量.数组也可以是列向量，它的数组操作和运算与行向量是一样的，唯一的区别是结果以列形式显示.,产生列向量有两种方法：直接产生 例 c=1；2；3；4 转置产生 例 b=1 2 3 4;c=b 说明：以空格或逗号分隔的元素指定的是不同列的元素，而以分号分隔的元素指定了不同行的元素.,4、数组的运算,（1）标量-数组运算 数组对标量的加、减、乘、除、乘方是数组的每个元素对该标量施加相应的加、减、乘、除、乘方运算.,设：a=a1,a2,an,c=标量,则：a+c=a1+c,a2+c,an+c a.*c=a1*c,a2*c,an*c a./c=a1/c,a2/c,an/c(右除）a.c=c/a1,c/a2,c/an(左除）a.c=a1c,a2c,anc c.a=ca1,ca2,can,MATLAB(shuzu3),（2）数组-数组运算 当两个数组有相同维数时，加、减、乘、除、幂运算可按元素对元素方式进行的，不同大小或维数的数组是不能进行运算的.,设：a=a1,a2,an,b=b1,b2,bn,则：a+b=a1+b1,a2+b2,an+bn a.*b=a1*b1,a2*b2,an*bn a./b=a1/b1,a2/b2,an/bn a.b=b1/a1,b2/a2,bn/an a.b=a1b1,a2b2,anbn,MATLAB(shuzu4),7)矩阵,1、矩阵的建立逗号或空格用于分隔某一行的元素，分号用于区分不同的行.除了分号，在输入矩阵时，按Enter键也表示开始一新行.输入矩阵时，严格要求所有行有相同的列例m=1 2 3 4；5 6 7 8；9 10 11 12 p=1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3特殊矩阵的建立：a=产生一个空矩阵，当对一项操作无结果时，返回空矩阵，空矩阵的大小为零.b=zeros(m，n)产生一个m行、n列的零矩阵c=ones(m，n)产生一个m行、n列的元素全为1的矩阵d=eye(m，n)产生一个m行、n列的元素的单位矩阵e=randn(m,n)产生一个m行、n列正态分布随机矩阵,MATLAB(matrix1),2矩阵中元素的操作（1）矩阵A的第r行：A（r，：）（2）矩阵A的第r列：A（：，r）（3）依次提取矩阵A的每一列，将A拉伸为一个列向量：A（：）（4）取矩阵A的第i1i2行、第j1j2列构成新矩阵:A(i1:i2,j1:j2)（5）以逆序提取矩阵A的第i1i2行，构成新矩阵:A(i2:-1：i1，：)（6）以逆序提取矩阵A的第j1j2列，构成新矩阵:A(:,j2:-1：j1)（7）删除A的第i1i2行，构成新矩阵:A(i1:i2，：)=（8）删除A的第j1j2列，构成新矩阵:A(：，j1:j2)=（9）将矩阵A和B拼接成新矩阵：A B；A；B,MATLAB(matrix2),3矩阵的运算（1）标量-矩阵运算:同标量-数组运算。（2）矩阵-矩阵运算:1 元素对元素的运算，同数组-数组运算 2矩阵运算:矩阵加法：A+B 矩阵乘法：A*B矩阵转置:方阵的行列式：det（A）方阵的逆：inv（A）方阵的特征值与特征向量：V，D=eigA 求矩阵的范数:norm(A,1)计算矩阵A的1范数 norm(A,2)计算矩阵A的2范数norm(A,inf)计算矩阵A的无穷范数,MATLAB(matrix3),8)关系与逻辑运算,1、关系操作符,2、逻辑运算符,9)程序设计,Matlab有两种工作方式：1）人机交互的命令行指令操作方式，即在命令窗口每输入一条命令，则立即运行该命令得到结果。2）进行控制流的程序设计，即编制一种可存储的以M为扩展名的文件（简称M文件）。在Matlab下执行该程序M文件分两种：（1）命令式M文件：也称脚本文件，就是将Matlab的一系列命令按顺序编制成一个文本文件，文件名后缀为M，然后在command window 下运行文件名，则按顺序执行文件中的命令。文件建立方法：1.在Matlab中，点:File-New-M-file 2.在编辑窗口中输入程序内容 3.点：File-Save，输入文件名，后缀为M，存盘例：建立命令式脚本文件qwe.m在编辑窗口输入如下命令：a=1b=2;%行尾加分号，注意运行结果。c=a+b然后存盘。在command window 下输入qwe.m并回车。,（2）函数式M文件：MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研究某一个函数的各种性态，需要为MATLAB定义新函数，为此必须编写函数文件.函数文件是文件名后缀为M的文件，这类文件的第一行必须是一特殊字符function开始，格式为：function 因变量名=函数名（自变量名）函数值的获得必须通过具体的运算实现，并赋给因变量.M文件建立方法：1.在Matlab中，点:File-New-M-file2.在编辑窗口中输入程序内容3.点：File-Save，存盘，M文件名必须与函数名一致。注:Matlab的应用程序也以M文件保存。例：定义函数 f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)21.建立M文件：fun.mfunction f=fun(x)f=100*(x(2)-x(1)2)2+(1-x(1)22.可以直接使用函数fun.m例如：计算 f(1,2),只需在Matlab命令窗口键入命令：x=1 2fun(x),MATLAB(fun),10)控制语句,MATLAB提供四种决策或控制流结构：for循环、while循环、if-else-end结构 switch-case结构。,1、for循环：允许一组命令以固定的和预定的次数重复for x=arraycommandsend在for和end语句之间的命令串commands按数组（array）中的每一列执行一次.在每一次迭代中，x被指定为数组的下一列，即在第n次循环中，x=array(：，n)例：求1+2+100先建立脚本文件：mysum.mmysum=0;for i=1:1:100 mysum=mysum+i;end存盘，然后在命令窗口输入mysum，并回车。,2、While循环与for循环以固定次数求一组命令相反，while循环以不定的次数求一组语句的值.while expressioncommandsend只要在表达式(expression)里的所有元素为真，就执行while和end语句之间的命令串commands.例 求1+2+100建立脚本文件：mysum.mmysum=0;i=1;while(i=100)mysum=mysum+i;i=i+1;end 存盘，然后在命令窗口输入mysum，并回车。,3、If-Else-End结构(1)有一个选择的一般形式是：if expressioncommandsend如果在表达式(expression)里的所有元素为真，就执行if和end语句之间的命令串commands.(2)有三个或更多的选择的一般形式是：if（expression1）commands1elseif（expression2）commands2elseif（expression3）commands3 end,4、switch-case结构 witch-case语句的一般表达式：Switch case 选择判断值1 选择判断语句1 case 选择判断值2 选择判断语句2.Otherwise 判断执行语句End例子：Switch code case-1 disp(error)case 0 disp(write in English)case 1 disp(write in Chinese)Otherwise disp(write in French)End,先建立M文件fun2.m定义函数f（x），再在Matlab命令窗口输入fun2(2),fun2(0.5),fun2(-1)即可。,MATLAB(fun2),MATLAB(while1),3、设银行年利率为11.25%。将10000元钱存入银行，问多长时间会连本带利翻一番？,2、对n=1,2,10,求xn=的值,MATLAB(for1),练习二,