《基本使用方法》PPT课件.ppt

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1、2023/7/12,第1页,第2章 基本使用方法,MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社,教学目标教学重点教学内容,2023/7/12,第2页,教学目标,掌握利用 MATLAB 2007 的命令窗口进行简单的数学运算了解 MATLAB 2007 的基本数学函数掌握常用的操作命令和快捷键了解 MATLAB 2007 的数据类型了解 MATLAB 2007 的操作符了解 MATLAB 2007 脚本编程,2023/7/12,第3页,教学重点,掌握利用 MATLAB 2007 的命令窗口进行简单的数学运算掌握常用的操作命令和快捷键了解 MATLAB 2007 的数据类型了解 MATLAB

2、2007 的操作符,2023/7/12,第4页,教学内容,简单的数学运算常用的操作命令和快捷键MATLAB 2007b 的数据类型MATLAB 2007b 的操作符MATLAB 2007b 的基本数学函数MATLAB 2007b 脚本编程,2023/7/12,第5页,简单的数学运算（1/5）,最简单的计算器使用法直接输入法 存储变量法,2023/7/12,第6页,简单的数学运算（2/5）,表达式书写规则在大多数情况下，MATLAB 对空格不予处理，因此在书写表达式时，可以利用空格调整表达式的格式，使表达式更易于阅读。在 MATLAB 表达式中，遵守四则运算法则，与通常法则相同。即运算从左到右进

3、行，乘法和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，括号的运算级别最高；在有多重括号存在的情况下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展。需要注意的是，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。,2023/7/12,第7页,简单的数学运算（3/5）,MATLAB 的数学运算符 需要注意的是，右除和左除的意义并不相同。右除为常规的除法，而左除的意义为：ab=b/a。,2023/7/12,第8页,简单的数学运算（4/5）,标点符号的使用 在 MATLAB 中，标点符号有着充分的意义，可以用标点符号进行运算，或者标点符号可以包含特定的意义。,2023/7/

4、12,第9页,简单的数学运算（5/5）,分号（;）分号用于区分数组的行，或者用于一个语句的结尾处，取消运行显示。百分号（%）该符号用于在程序文本中添加注释，增加程序的可读性。百分号之后的文本都将视作注释，系统不对其进行编译。,2023/7/12,第10页,MATLAB 中的常用数学函数,MATLAB 提供了一系列的函数支持基本的数学运算，这些函数中的大多数调用格式和我们平时的书写习惯一致，方便用户记忆和书写。,2023/7/12,第11页,常用的操作命令和快捷键（1/3）,为方便用户操作，MATLAB 中定义了一些快捷键。掌握一些常用的操作命令和快捷键，可以使得对 MATLAB 的操作更加便利

5、。,2023/7/12,第12页,常用的操作命令和快捷键（2/3）,常用的操作命令,2023/7/12,第13页,常用的操作命令和快捷键（3/3）,常用的操作快捷键,2023/7/12,第14页,MATLAB 2007b 的数据类型,整数 浮点数 复数 逻辑变量 各种数据类型之间的运算 各种数据类型之间的转换 数据类型操作函数 变量 系统预定义的特殊变量,2023/7/12,第15页,数据类型操作函数,其中的 type 包括 numeric、integer、float 和所有的数据类型。,2023/7/12,第16页,整数,MATLAB 支持8位、16位、32位和64位的有符号和无符号整数数据

6、类型。上述整数数据类型除了定义范围不同外，具有相同的性质。,2023/7/12,第17页,定义整数变量,定义变量：由于 MATLAB 默认的数据类型为双精度型，因此在定义整形变量时，需指定变量的数据类型。,2023/7/12,第18页,整数运算（1/2）,运算：类型相同的整数之间可以进行运算，返回相同类型的结果。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一些，因为在多精度情况下，整数的除法不一定能得到整数的结果。在进行除法时，MATLAB 首先将两个数视为双精度类型进行运算，然后将结果转化为相应的整形数据。MATLAB 中不允许进行不同整数类型之间的运算。,2023/7/12,

7、第19页,整数运算（2/2）,由于每种整数数据类型都有相应的取值范围，因此数学运算有可能产生结果溢出。MATLAB 利用饱和处理处理此类问题，即当运算结果超出了此类数据类型的上限或下限时，系统将结果设置为该上限或下限。例 2-10 整数运算中的数据溢出 x=int8(100);y=int8(90);z=x+yz=127 x-3*yans=-27 x-y-y-yans=-128,结果溢出上限，因此结果为127,3*y溢出上限，结果为127，继续计算，得到最后结果-27,计算x-y-y-y时，从左到右进行计算，结果溢出下限，因此结果为-128,2023/7/12,第20页,浮点数（1/2）,MAT

8、LAB 的默认数据类型是双精度类型（double）。为了节省存储空间，MATLAB 也支持单精度数据类型的数组。单精度和双精度数据类型的取值范围和精度可以通过例 2-11 的方式进行查看,2023/7/12,第21页,浮点数（2/2）,例 2-11 单精度和双精度数据类型的取值范围和精度 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(

9、double)ans=2.2204e-016创建单精度类型的变量时需要声明变量类型，与创建整型变量类似。单精度数据类型的数据进行运算时，返回值为单精度。,2023/7/12,第22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 表示。MATLAB 中可以通过两种方法创建复数，第一种方法为直接输入法，另一种创建复数的方法为通过 complex 函数。,2023/7/12,第23页,复数,complex 函数的调用方法如下。c=complex(a,b)，返回结果 c 为复数，其实部为 a，虚部为 b。输入参数 a 和 b 可以为标量，或者维

10、数、大小相同的向量、矩阵或者多维数组，输出参数和 a 和 b 的结构相同。a 和 b 可以有不同的数据类型，当 a 和 b 为各种不同的类型时，返回值分别为：当 a 和 b 中有一个为单精度时，返回结果为单精度；如果 a 和 b 其中一个为整数类型，则另外一个必须有相同的整数类型，或者为双精度型，返回结果 c 为相同的整数类型。c=complex(a)，只有一个输入参数，返回结果 c 为复数，其实部为 a，虚部为 0。但是此时 c 的数据类型为复数。,2023/7/12,第24页,逻辑数组（1/5）,逻辑数据类型通过 1 和 0 分别表示逻辑真和逻辑假。一些 MATLAB 函数或操作符会返回逻

11、辑真或逻辑假表示条件是否满足。如表达式(5*10)40 返回逻辑真。在 MATLAB 中，存在逻辑数组，如下面的表达式返回逻辑数组：30 40 50 60 70 40ans=0 0 1 1 1,2023/7/12,第25页,逻辑数组（2/5）,逻辑数组的创建 创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入元素的值为 true 或者 false 逻辑数组也可以通过逻辑表达式生成,2023/7/12,第26页,逻辑数组（3/5）,MATLAB 中返回逻辑值的函数和操作符,2023/7/12,第27页,逻辑数组（4/5）,逻辑数组的应用 用于条件表达式 如果仅当条件成立时执行某段代码，可以应用逻辑数组进行判断

12、和控制 用于数组索引在 MATLAB 中支持通过一个数组对另一个数组进行索,2023/7/12,第28页,逻辑数组（5/5）,逻辑数组的判断 MATLAB 中提供了一组函数用于判断数组是否为逻辑数组,2023/7/12,第29页,各种数据类型之间的转换,在 MATLAB 中，各种数据类型之间可以互相转化，转化方式为：1）datatype(variable)，其中 datatype 为目标数据类型，variable 为待转化的变量；2）cast(x,type)，将x的类型转化为type指定的类型。转化时，如果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；如果由定义范围大的数据类

13、型转化为定义范围小的数据类型，则返回目标数据类型的上限或下限。,2023/7/12,第30页,变量,MATLAB 的变量命名规则与其他计算机语言类似，这一节介绍 MATLAB 的命名规则。首先，变量名必须是一个单一的词，不能包含空格，另外其命名必须符合下列规则：（1）变量名区分大小写。如 pi 和 Pi 是两个不同的变量。在命令窗口中输入如下的命令，查看其结果。（2）变量名长度不超过63个字符，超过的部分将会被忽略。（3）变量名必须以字母开始，其后可以为字母、数字或者下划线。MATLAB 中的变量名不支持其他符号，因为其他符号在 MATLAB 中具有特殊的意义。,2023/7/12,第31页,

14、MATLAB 2007b 的操作符,关系运算符 MATLAB 的关系运算符能用来比较两个相同大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量。MATLAB 的关系运算符包括所有常用的比较运算符，如表所示,2023/7/12,第32页,逻辑运算符,逻辑运算符主要包括“与”、“或”和“非”。使用逻辑运算符可以将多个表达式组合在一起，或者对关系表达式取反。MATLAB 中的逻辑运算符如表所示。,2023/7/12,第33页,运算符优先级,MATLAB 在执行含有关系运算和逻辑运算的数学运算时，同样遵循一套优先级原则。MATLAB 首先执行具有较高优先级的运算，然后执行具有较低优先级的运算；如果两个运算的优先

15、级相同，则按从左到右的顺序执行。MALTAB 中各运算符的优先级顺序如表所示，表中按照优先级从高到低的顺序排列各运算符。,2023/7/12,第34页,MATLAB 2007b 的基本数学函数,位操作函数 逻辑运算函数 集合函数 时间与日期函数,2023/7/12,第35页,MATLAB 2007b 脚本编程,对于一些简单的问题，当需要的命令数很少时，用户可以直接在 MATLAB 的命令窗口中输入命令。但是，对于多数问题，所需的命令较多，或者需要逻辑运算，进行流程控制，此时采用直接输入命令的方法则会引起不便。针对这些问题，一个合理的解决方法是使用脚本文件。脚本文件不接受输入参数，不返回任何值，

16、而是代码的结合，该方法允许用户将一系列 MATLAB 命令输入到一个简单的脚本文件中，只要在 MATLAB 命令窗口中执行该文件，则会依次执行该文件中的命令。在使用脚本文件时需要注意一点：当当前工作区中存在与该脚本同名的变量时，则当输入该文件名时，系统将其作为变量名执行。,2023/7/12,第36页,块注释,在 MATLAB 7.5 以前的版本中，注释是逐行进行的，采用百分号（%）进行标记。逐行注释不利于用户增加和修改注释内容。在 MATLAB 7.5 及以后的版本中，用户可以使用“%”和“%”符号进行块注释，“%”和“%”分别代表注释块的起始和结束。,2023/7/12,第37页,代码单元,在以往的版本中，MATLAB 通过编译器提供的操作命令和工具执行一段选中的代码。在 MATLAB 7 及以后的新版本中，用户可以使用代码单元完成这一操作。一个代码单元指用户在 M 文件中指定的一段代码，以一个代码单元符号（两个百分号加空格，即“%”为开始标志，到另一个代码单元符号结束，如果不存在代码单元符号，则直到该文件结束。用户可以通过 MATLAB 编辑器中的 cell 菜单创建和管理代码单元。需要注意的是，代码单元只能在 MATLAB 编辑器窗口中创建和使用，而在 MATLAB 命令窗口中是无效的。当作命令窗口中运行 M 文件时，将执行文件中的全部语句。,