Matlab工程應(yīng)用基礎(chǔ)000021Matlab語言程序設(shè)計(jì).ppt

基本要求 1 了解Matlab的各種數(shù)據(jù)類型 2 掌握Matlab的運(yùn)算符與操作符的含義和用法 3 掌握Matlab基本表達(dá)式并了解其常用函數(shù)分類 4 熟練掌握Matlab的程序結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu) 與流程控制語句 5 了解并初步掌握Matlab的數(shù)據(jù)文件的讀寫 6 學(xué)會(huì)Matlab的M文件的編寫方法 包括命令文件和函數(shù)文件 了解M件的調(diào)試命令和調(diào)試方法 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 1 Matlab數(shù)據(jù)類型變量和常量數(shù)字變量的格式字符串單元型變量結(jié)構(gòu)型變量矩陣 向量多項(xiàng)式 a 變量和常量變量 包括函數(shù) 的命名規(guī)則 由英文字母 數(shù)字和下劃線混合組成 不得包含空格和標(biāo)點(diǎn) 第一個(gè)字符必須是英文字母 最多包括31個(gè)字符 對(duì)字母的大小寫敏感 局部變量和全局變量永久變量 常量 只能在某一函數(shù)體內(nèi)使用 而不能從其他函數(shù)和Matlab工作空間訪問的變量 就是局部變量 在幾個(gè)函數(shù)及Matlab函數(shù)中都能使用的變量就是全局變量 全局變量名應(yīng)盡可能大寫 并由globe聲明 Matlab永久變量 b 數(shù)字變量Matlab內(nèi)部的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素都是用雙精度數(shù) double 來表示和存儲(chǔ)的 變量輸出時(shí)用戶可以用format命令設(shè)置或改變輸出格式 短格式 Short 1 33330 0000短格式e方式 Shorte 1 3333e 001 2345e 06短格式g方式 Shortg 1 33330 0長格式 Long 1 333333333333330 00000123450000長格式e方式 Longe 1 33333333333333e 001 2345000000000e 06長格式g方式 Longg 1 333333333333330 0000012345銀行格式 Bank 1 330 00十六進(jìn)制格式 Hex 3ff5555555553eb46231abfd71 格式 有理數(shù) Rational 1 32469 2000000000 c 字符串所有字符串都用單引號(hào)括起來 s matlab 字符中中的每個(gè)字符 包括空格 都是字符串變量 矩陣或向量 中的一個(gè)元素 字符串中的字符以ASCII碼形式儲(chǔ)存并區(qū)分大小 用函數(shù)abs可以看到字符的ASCII碼 在Matlab中 字符串和字符矩陣基本上是等價(jià)的 s matlab 等價(jià)于 s matlab 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì)字符串函數(shù) 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 字符串舉例 A China 中國 輸出帶引號(hào)的漢字 B 我是好學(xué)生 c Iamfine s3 char s y m b o l i c 用函數(shù)char生成字符串 double s3 字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值代碼 abs s3 cellstr s3 字符矩陣轉(zhuǎn)換為字符串 b num2str a 數(shù)字轉(zhuǎn)換為字符串比較 b 2和str2num b 2 ab A B AB 中國 北京 d 單元型變量單元型變量是一種比較特殊的數(shù)據(jù)類型 本質(zhì)上講 單元型變量實(shí)際上是一種以任意形式的數(shù)據(jù)為元素的多維數(shù)組 單元型變量可以存放任何類型 任何大小的數(shù)據(jù) 其大小是不定的 A 1 2 3 4 A 1234 B 1 4 A abcd B 1x4double 2x2double abcd B為單元型變量 用花括號(hào) cellplot B celldisp B 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) D a1 abcd D a2 1 D a3 1 2 3 4 DD a1 abcd a2 1a3 1234 D為結(jié)構(gòu)型變量 e 結(jié)構(gòu)型變量結(jié)構(gòu)型變量是另一種可以將不同類型數(shù)據(jù)組合在一起的數(shù)據(jù)類型 與單元型變量的不同在于結(jié)構(gòu)型變量是以指針方式來傳遞數(shù)據(jù)的 C struct c1 1 c2 B c3 abcd C 1x3structarraywithfields c1c2c3C為結(jié)構(gòu)型變量 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) f 矩陣 向量Matlab是以矩陣為基本運(yùn)算單元的 數(shù)組作為獨(dú)立的計(jì)算單元實(shí)體是不存在的 它的建立 存儲(chǔ)完全等同于矩陣 只是計(jì)算時(shí)在符號(hào)上做了不同的約定 向量是組成矩陣的基本元素之一 可以把行向量看成1 n階矩陣 把列向量看成n 1階矩陣 向量的基本運(yùn)算采用數(shù)組運(yùn)算法則 多項(xiàng)式多項(xiàng)式是以向量的形式表達(dá)的 可以是列向量也可以是行向量 p 1 2 3 poly2sym p ans x 2 2 x 3 m 3 4 5 poly2sym m ans 3 x 2 4 x 5 2 運(yùn)算符與操作符 數(shù)學(xué)運(yùn)算符 操作符 冒號(hào) 可以用來產(chǎn)生向量 用作矩陣的下標(biāo) 部分地選擇矩陣元素 進(jìn)行行循環(huán)操作 續(xù)號(hào) 表示一行未完 而在下一行繼續(xù) 分號(hào) 在方括號(hào)中 表示矩陣中行的結(jié)尾 用在每行的結(jié)尾 則不顯示該行運(yùn)算的結(jié)果 關(guān)于邏輯真假的規(guī)定 在所有的關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式中 輸入的任何非0數(shù)都被看作是 邏輯真 而只有0才被認(rèn)為是 邏輯假 所有關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果是一個(gè)由0和1組成的 邏輯矩陣 LogicalArray 矩陣中的1表示 真 0表示 假 邏輯矩陣是一種特殊的數(shù)值矩陣 與 數(shù)值類 有關(guān)的操作和函數(shù)對(duì)它也適用 但它又不同于普通的 數(shù)值 它還表示對(duì)事物的判斷結(jié)論 真 與 假 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 關(guān)系操作符 邏輯操作符 MATLAB的關(guān)系操作符運(yùn)算法則 當(dāng)兩個(gè)變量是標(biāo)量a和b時(shí) 若a b之間關(guān)系成立 則關(guān)系運(yùn)算結(jié)果為1 若a b之間關(guān)系不成立 則關(guān)系運(yùn)算結(jié)果為0 當(dāng)兩個(gè)維數(shù)相同的矩陣A和B比較時(shí) 矩陣A B比較的是相同位置的元素 按標(biāo)量的運(yùn)算規(guī)則逐個(gè)進(jìn)行 關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果是一個(gè)和A維數(shù)相同的矩陣 它的元素由0和1組成 當(dāng)一個(gè)矩陣A和一個(gè)標(biāo)量b比較時(shí) 把標(biāo)量b和矩陣A的每一個(gè)元素按標(biāo)量關(guān)系運(yùn)算規(guī)則逐個(gè)比較 關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果是一個(gè)和數(shù)組A維數(shù)相同的矩陣 它是由0和1組成 優(yōu)先級(jí)由高到低為算術(shù)運(yùn)算 關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) A 3 4 8 9 0 2 5 3 7 A 348902537 B 4 4 1 7 8 4 5 1 7 B 441784517 E A B E 001100010 NE A B NE 101111010 A0 A 5 A0 001100001 B0 B 6 B0 111001110 關(guān)系運(yùn)算舉例 MATLAB中邏輯操作符的運(yùn)算法則 如果兩個(gè)標(biāo)量a和b運(yùn)算 則 a b a b全是非0時(shí) 運(yùn)算結(jié)果是1 否則是0 a b a b中只要有一個(gè)非0 運(yùn)算結(jié)果為1 a 當(dāng)a是0時(shí) 運(yùn)算結(jié)果是1 否則是0 如果兩個(gè)維數(shù)相同的矩陣A和B參與運(yùn)算 則 將矩陣A和B相同位置上的元素按標(biāo)量的運(yùn)算規(guī)則逐個(gè)進(jìn)行運(yùn)算 運(yùn)算的結(jié)果是返回一個(gè)由0和1組成的與A具有同樣維數(shù)的矩陣 如果標(biāo)量b和矩陣A參與運(yùn)算 則 將標(biāo)量b和矩陣A中的每個(gè)元素進(jìn)行邏輯運(yùn)算 邏輯運(yùn)算的結(jié)果是返回一個(gè)由0和1組成的與A具有同樣維數(shù)的矩陣 邏輯 非 運(yùn)算是一元運(yùn)算符 服從數(shù)組運(yùn)算規(guī)則 在邏輯 與 或 非 三者中 非 的優(yōu)先級(jí)最高 與 與 或 具有相同的優(yōu)先級(jí) 從左向右執(zhí)行 通過 可以改變各操作符之間的優(yōu)先級(jí) 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) A 3 4 8 9 0 2 5 3 7 A 348902537 B 4 4 1 7 8 4 5 1 7 B 441784517 AB A BAB 111101111 A B A BA B 111111111 C AC 000010000 cc A 3 B 6 cc 011000100 邏輯運(yùn)算舉例 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 3 表達(dá)式及函數(shù) Matlab采用的是表達(dá)式語言 用戶輸入的語句由Matlab系統(tǒng)解釋運(yùn)行 用戶可以在Matlab的命令窗口中鍵入命令 也可以在編輯器內(nèi)編寫應(yīng)用程序 Matlab語句由表達(dá)式和變量組成 有兩種最常見的語句形式 表達(dá)式變量 表達(dá)式 t 6t 6 sin 5 t 6 ans 0 9918 y sin 5 t 6 y 0 9918 表達(dá)式由變量名 運(yùn)算符 數(shù)字和函數(shù)名組成 表達(dá)式將按常規(guī)的優(yōu)先紐從左至右執(zhí)行運(yùn)算 優(yōu)先級(jí)的規(guī)定是指數(shù)運(yùn)算級(jí)別最高 乘除運(yùn)算次之 括號(hào)可以改變運(yùn)算順序 書寫表達(dá)式時(shí) 賦值符 和運(yùn)算符兩側(cè)允許有空格 以增加可讀性 但在復(fù)數(shù)或符號(hào)表達(dá)式中要盡量避免空格 以防出錯(cuò) 表達(dá)式的末尾加 時(shí) Matlab系統(tǒng)只把數(shù)值賦給變量 不顯示計(jì)算結(jié)果 不加 時(shí) Matlab系統(tǒng)將會(huì)在該條語句的下面直接顯示運(yùn)算結(jié)果 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) 第2章Matlab語言程序設(shè)計(jì) Matlab有十分豐富的函數(shù)資源 總共分為24類 常用有一下幾類 一般函數(shù)命令 GENERAL 操作符與操作 OPERATOR 數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu) DATETYPE 基本矩陣和矩陣操作 ELMAT 基本數(shù)學(xué)函數(shù) ELFUN 二維圖 PLOTXY 圖形句柄 GENGRAPH 三維圖 3DGRAPH 語言和程序設(shè)計(jì) LANGUAGE 文件輸入輸出函數(shù) IOFUN