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1、MATLAB程序语言设计第二讲 MATLAB语言入门基础2.1 MATLAB 基本数据类型2.2 变量、常量与赋值语句结构2.3 矩阵的 MATLAB 表示2.4 多维数组的定义2.5 字符串变量及其处理2.6 稀疏矩阵2.7 矩阵的基本运算2.8 综合例子与练习题2.1 MATLAB 基本数据类型MATLAB 基本数据类型为双精度浮点数的矩阵，在 4.2版本及之前版本，只有这一数据类型，但从5.0 后增加了许多其它数据类型，主要有charcharacter array (string). cellcell array.structstructure arraysinglesingle pre
2、cisionuint8unsigned 8-bit integeruint16unsigned 16-bit integer.uint32unsigned 32-bit integer.int8signed 8-bit integer.int16signed 16-bit integer.int32signed 32-bit integer.2.2 变量、常量与赋值语句结构MATLAB 变量的命名规则和其它语言的类似，区分大小写，基本变量类型为矩阵，不用定义维数直接赋值语句变量 赋值表达式例： a=5函数调用语句返回变量列表 函数名（输入变量列表）例： a=ones(10,100); m,n=
3、size(a)2.2 变量、常量与赋值语句结构MATLAB 语言中还为特定常数保留了一些名称，而这些常量都可以重新赋值，但建议避免这样做。ans命令窗最近一次命令的结结果eps机器的浮点误误差限2.2204e-016i 和 j纯单纯单 位虚数inf无穷穷大NaN不定式，如00pi圆圆周率的双精度浮点表示 3.1416lasterr最新一次的错误错误 信息lastwarn最新一次的警告信息2.3 矩阵的MATLAB表示在 MATLAB 中表示矩阵是非常方便灵活的，如输入矩阵在 MATLAB 命令窗中输入下面语句： a=1 2 3;4 5 6;7 8 9a =1 2 34 5 67 8 9左边语句
4、在工作区中建立了变量 a ，语句的末尾没有分号，显示结果，否则不显示结果，如下面语句 a=1 2 3;4 5 6;7 8 9; 2.3 矩阵的MATLAB表示下面语句输入行向量和列向量 b=3 5 2 4 7b =3 5 2 4 7 c=1;3;6;9;3c =13693由已知矩阵获得新的矩阵 bb=b;2*b;1 2 3 4 5bb = 3 5 2 4 76 10 4 8 141 2 3 4 5 cc=c,2*c,1;3;5;7;9cc = 1 2 13 6 36 12 59 18 73 6 92.3 矩阵的MATLAB表示访问矩阵的某一个元素（第二行第三列）设矩阵 a 为 a=magic(
5、3)a = 8 1 63 5 74 9 2 a(2,3)ans =7提取 a 矩阵的子矩阵 aa=a(1,3,2,3)aa = 1 69 2提取 a 矩阵的某一些行 a(1,3,:)ans = 8 1 64 9 2提取 a 矩阵的某一些列 a(:,2,3)ans = 1 65 79 22.3 矩阵的MATLAB表示修改矩阵的某一个元素设矩阵 a 为 a=magic(3)a = 8 1 63 5 74 9 2 a(2,3)=4a = 8 1 63 5 44 9 2修改矩阵的一些元素，注意维数的大小要相同冒号表达式 a(1,:)=2 3 4a = 2 3 43 5 74 9 2 b=1:3:20b
6、 = 1 4 7 10 13 16 192.4 多维数组的定义除了标准的二维矩阵外，MATLAB从5.0开始定义三维或多维数组，三维数组如图所示2.4 多维数组的定义以下语句定义一个三维数组或矩阵 a1=magic(3);a2=a1;a3=a1-a2; a4(:,:,1)=a1;a4(:,:,2)=a2;a4(:,:,3)=a3a4(:,:,1) = 8 1 63 5 74 9 2a4(:,:,2) = 8 3 41 5 96 7 2a4(:,:,3) = 0 -2 22 0 -2-2 2 02.4 多维数组的定义MATLAB提供了另一个函数 cat 函数来构造多维数组B = cat(n,A1
7、,A2,A3,A4,.) 沿着第 n 维方向连接矩阵A1,A2,A3,A4,. a1=magic(3);a2=pascal(3);a3=a1+a2; a4=cat(1,a1,a2,a3) a4 = 8 1 6 3 5 7 4 9 2 1 1 1 1 2 3 1 3 6 9 2 7 4 7 10 5 12 8 a5=cat(2,a1,a2,a3) a5 = 8 1 6 1 1 1 9 2 7 3 5 7 1 2 3 4 7 104 9 2 1 3 6 5 12 82.4 多维数组的定义cat 函数的另一个例子 a = magic(3); b = pascal(3); c = cat(4,a,b)
8、c(:,:,1,1) = 8 1 63 5 74 9 2c(:,:,1,2) = 1 1 11 2 31 3 6size 函数用来求的矩阵的维数大小 size(c)ans = 3 3 1 2length 函数用来求矩阵各维的最大值 length(c)ans = 32.5 字符串变量及其处理MATLAB 字符串由单引号括起来定义，例如 a=This is a string arraya =This is a string array字符串可由如下方式连接起来 a=This is ; b=an example ; c=for strings.; d=a b cd =This is an examp
9、le for strings.2.5 字符串变量及其处理字符串比较 strcmp(s1,s2)当字符串 s1 和 s2 完全相同时，函数返回 1，否则返回 0. a=hello; b=hello; c=hellp; strcmp(a,b), strcmp(b,c) ans = 1 ans = 0字符串查找 findstr(s1,s2)该函数返回较短一个字符串在另一个字符串中出现的下标位置。若该字符串不另一个字符串中出现，则返回一个空矩阵。 findstr(a,lo), findstr(c,lo)ans = 4ans = 2.5 字符串变量及其处理其他字符串函数字符串替换 str = strre
10、p(s1, s2, s3) 获得字符串长度 k = length(str) 删除字符串尾部的空格 deblank(str) 字符串与双精度数的相互转换 d = double(str), str = char(d) 将矩阵变换成字符串表示 mat2str ( A ) 2.6 稀疏矩阵稀疏矩阵是一种特殊的矩阵，它的大部分元素都为零，只有少部分元素为非零，例如一个很大的单位矩阵。 在 MATLAB 中稀疏矩阵中一个元素占 16 个字节的空间，8个字节表示该元素的值，用另两个4字节的整数表示其行列的值。 下面例子产生一个 100 X 100 的单位矩阵，用稀疏矩阵表示 a=speye(100)a =
11、(1,1) 1(2,2) 1(3,3) 1 (100,100) 1 b=eye(100); whosName Size Bytes Classa 100x100 1604 sparse arrayb 100x100 80000 double array2.7 矩阵的基本运算变量类型测试k = iscell(C) TF = isnan(A) k = iscellstr(S) k = isnumeric(A) k = ischar(S) k = isobject(A) k = isempty(A) TF = isprime(A) k = isequal(A,B,.) k = isreal(A) k
12、 = isfield(S,field) TF = isspace(str) TF = isfinite(A) k = issparse(S) k = isglobal(NAME) k = isstruct(S) TF = isinf(A) k = isstudent TF = isletter(str) k = isunix k = islogical(A)矩阵的 Hermit转置 a=round(sqrt(10*rand(3,3)-5)+1+j), b=aa =2.0000 + 1.0000i 1.0000 + 2.0000i 1.0000 + 2.0000i1.0000 + 2.0000i
13、 1.0000 + 3.0000i 1.0000 + 3.0000i2.0000 + 1.0000i 1.0000 + 3.0000i 1.0000 + 2.0000ib =2.0000 - 1.0000i 1.0000 - 2.0000i 2.0000 - 1.0000i1.0000 - 2.0000i 1.0000 - 3.0000i 1.0000 - 3.0000i1.0000 - 2.0000i 1.0000 - 3.0000i 1.0000 - 2.0000i2.7 矩阵的基本运算矩阵加减法，矩阵必须相同维数 a=magic(3);b=pascal(3);c=a+b;d=b-a; a b c dans =8 1 6 1 1 1 9 2
