《MATLAB基礎教程（第六版）（微課版）》ch02 MATLAB的基本使用方法

2024年11月22日第1頁第2章MATLAB的基本使用方法

MATLAB基礎教程（第六版）（微課版）教學目標教學內(nèi)容2024年11月22日第2頁教學目標

掌握利用MATLABR2023b的命令窗口進行簡單的數(shù)學運算掌握常用的操作命令和快捷鍵了解MATLABR2023b的數(shù)據(jù)類型了解MATLABR2023b的操作符了解MATLABR2023b的基本數(shù)學函數(shù)了解MATLABR2023b腳本編程2024年11月22日第3頁教學內(nèi)容簡單的數(shù)學運算常用的操作命令和快捷鍵MATLABR2023b的數(shù)據(jù)類型MATLABR2023b的運算符MATLAB的一些基礎函數(shù)MATLAB腳本文件2024年11月22日第4頁簡單的數(shù)學運算（1/5）最簡單的計算器使用法直接輸入法存儲變量法在大多數(shù)情況下，MATLAB對空格不予處理，因此在書寫表達式時，可以利用空格調(diào)整表達式的格式，使表達式更易于閱讀。在MATLAB表達式中，遵守四則運算法則，與通常法則相同。即運算從左到右進行，乘法和除法優(yōu)先于加減法，指數(shù)運算優(yōu)先于乘除法，括號的運算級別最高；在有多重括號存在的情況下，從括號的最里邊向最外邊逐漸擴展。需要注意的是，在MATLAB中只用小括號代表運算級別，中括號只用于生成向量和矩陣，花括號用于生成單元數(shù)組。2024年11月22日第5頁簡單的數(shù)學運算（2/5）MATLAB中的常用數(shù)學函數(shù)

MATLAB提供的基本初等函數(shù)包括三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)、復數(shù)函數(shù)、取整和求余函數(shù)、坐標變換函數(shù)、數(shù)理函數(shù)和一些特殊函數(shù)。2024年11月22日第6頁簡單的數(shù)學運算（3/5）MATLAB的數(shù)學運算符需要注意的是，右除和左除的意義并不相同。右除為常規(guī)的除法，而左除的意義為：a\b=b/a。2024年11月22日第7頁簡單的數(shù)學運算（4/5）

標點符號的使用在MATLAB中，標點符號有著充分的意義，可以用標點符號進行運算，或者標點符號可以包含特定的意義。2024年11月22日第8頁簡單的數(shù)學運算（5/5）分號（;）分號用于區(qū)分數(shù)組的行，或者用于一個語句的結尾處，取消運行顯示。百分號（%）該符號用于在程序文本中添加注釋，增加程序的可讀性。百分號之后的文本都將視作注釋，系統(tǒng)不對其進行編譯。2024年11月22日第9頁常用的操作命令和快捷鍵（1/3）為方便用戶操作，MATLAB中定義了一些快捷鍵。掌握一些常用的操作命令和快捷鍵，可以使得對MATLAB的操作更加便利。2024年11月22日第10頁常用的操作命令和快捷鍵（3/3）快捷鍵功能快捷鍵功能↑(Ctrl+p)調(diào)用上一行Home（ctrl+a）移動到命令行開頭↓(Ctrl+n)調(diào)用下一行End（ctrl+e）移動到命令行結尾←(Ctrl+b)光標左移一個字符Ctrl+Home移動到命令窗口頂部→(Ctrl+f)光標右移一個字符Ctrl+End移動到命令窗口底部Ctrl+←光標左移一個單詞Shift+Home選中光標和表達式開頭之間的內(nèi)容Ctrl+→光標右移一個單詞Shift+End選中光標和表達式結尾之間的內(nèi)容Esc取消當前輸入行Ctrl+k剪切光標和表達式結尾之間的內(nèi)容2024年11月22日第11頁常用的操作命令和快捷鍵（2/3）命令功能命令功能cd顯示或改變工作目錄hold圖形保持命令clc清空命令窗口load加載指定文件中的變量clear清除工作區(qū)中的變量pack整理內(nèi)存碎片clf清除圖形窗口path顯示搜索目錄diary日志文件命令quit退出MATLABdir顯示當前目錄下文件save保存內(nèi)存變量disp顯示變量或文字的內(nèi)容type顯示文件內(nèi)容echo命令窗口信息顯示開關2024年11月22日第12頁MATLAB的數(shù)據(jù)類型（1/1）整數(shù)浮點數(shù)復數(shù)邏輯變量各種數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型操作函數(shù)變量系統(tǒng)預定義的特殊變量2024年11月22日第13頁整數(shù)（1/1）MATLAB支持8位、16位、32位和64位的有符號和無符號整數(shù)數(shù)據(jù)類型。整數(shù)數(shù)據(jù)類型除了定義范圍不同外，具有相同的性質(zhì)。2024年11月22日第14頁浮點數(shù)（1/1）MATLAB的默認數(shù)據(jù)類型是雙精度類型（double）。為了節(jié)省存儲空間，MATLAB也支持單精度數(shù)據(jù)類型的數(shù)組。單精度和雙精度數(shù)據(jù)類型的取值范圍和精度可以通過例2-12的方式進行查看2024年11月22日第15頁復數(shù)（1/2）復數(shù)由兩個部分組成：實部和虛部?；咎摂?shù)單位等于，在MATLAB中虛數(shù)單位由i或者j表示。MATLAB中可以通過兩種方法創(chuàng)建復數(shù)，第一種方法為直接輸入法，另一種創(chuàng)建復數(shù)的方法為通過complex函數(shù)。2024年11月22日第16頁復數(shù)（2/2）complex函數(shù)的調(diào)用方法如下。c=complex(a,b)，返回結果c為復數(shù)，其實部為a，虛部為b。輸入?yún)?shù)a和b可以為標量，或者維數(shù)、大小相同的向量、矩陣或者多維數(shù)組，輸出參數(shù)和a和b的結構相同。a和b可以有不同的數(shù)據(jù)類型，當a和b為各種不同的類型時，返回值分別為：當a和b中有一個為單精度時，返回結果為單精度；如果a和b其中一個為整數(shù)類型，則另外一個必須有相同的整數(shù)類型，或者為雙精度型，返回結果c為相同的整數(shù)類型。c=complex(a)，只有一個輸入?yún)?shù)，返回結果c為復數(shù)，其實部為a，虛部為0。但是此時c的數(shù)據(jù)類型為復數(shù)。2024年11月22日第17頁邏輯變量（1/4）邏輯數(shù)據(jù)類型通過1和0分別表示邏輯真和邏輯假。一些MATLAB函數(shù)或操作符會返回邏輯真或邏輯假表示條件是否滿足。如表達式(5*10)>40返回邏輯真。在MATLAB中，存在邏輯數(shù)組，如下面的表達式返回邏輯數(shù)組：>>[3040506070]>40ans=001112024年11月22日第18頁邏輯變量（2/4）邏輯數(shù)組的創(chuàng)建創(chuàng)建邏輯數(shù)組的最簡單的方法為直接輸入元素的值為true或者false邏輯數(shù)組也可以通過邏輯表達式生成2024年11月22日第19頁邏輯變量（3/4）邏輯數(shù)組的應用用于條件表達式 如果僅當條件成立時執(zhí)行某段代碼，可以應用邏輯數(shù)組進行判斷和控制用于數(shù)組索引 在MATLAB中支持通過一個數(shù)組對另一個數(shù)組進行索2024年11月22日第20頁邏輯變量（4/4）邏輯數(shù)組的判斷MATLAB中提供了一組函數(shù)用于判斷數(shù)組是否為邏輯數(shù)組函數(shù)功能whos(x)顯示數(shù)組x的元素值及數(shù)據(jù)類型islogical(x)判斷數(shù)組x是否為邏輯數(shù)組，是則返回真isa(x,'logical')判斷數(shù)組x是否為邏輯數(shù)組，是則返回真class(x)返回數(shù)組x的數(shù)據(jù)類型cellfun('islogical',x)判斷單元數(shù)組的每個單元是否為邏輯值2024年11月22日第21頁各種數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換（1/1）在MATLAB中，各種數(shù)據(jù)類型之間可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方式為：1）datatype(variable)，其中datatype為目標數(shù)據(jù)類型，variable為待轉(zhuǎn)換的變量；2）cast(x,’type’)，將x的類型轉(zhuǎn)換為’type’指定的類型。轉(zhuǎn)換時，如果由高精確度數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為低精確度數(shù)據(jù)類型，則對數(shù)據(jù)進行四舍五入；如果由定義范圍大的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為定義范圍小的數(shù)據(jù)類型，則返回目標數(shù)據(jù)類型的上限或下限。2024年11月22日第22頁數(shù)據(jù)類型操作函數(shù)（1/1）函數(shù)描述double創(chuàng)建或轉(zhuǎn)化為雙精度類型single創(chuàng)建或轉(zhuǎn)化為單精度類型int8,int16,int32,int64創(chuàng)建或轉(zhuǎn)化為相應的有符號整數(shù)類型uint8,uint16,uint32,uint64創(chuàng)建或轉(zhuǎn)化為相應的無符號整數(shù)類型isnumeric判斷是否為整數(shù)或浮點數(shù)，是則返回true（或者1）isinteger判斷是否為整數(shù)，是則返回true（或者1）isfloat判斷是否為浮點數(shù)，是則返回true（或者1）isa(x,’type’)判斷是否為‘type’

指定的類型，是則返回true（或者1）cast(x,’type’)設置x的類型為’type’intmax(‘type’)’type’

類型的最大整數(shù)值intmin(‘type’)’type’

類型的最小整數(shù)值realmax(‘type’)’type’

類型的最大浮點實數(shù)值realmin(‘type’)’type’

類型的最小浮點實數(shù)值eps(‘type’)’type’

類型eps值eps(‘x’)變量x的eps值2024年11月22日第23頁變量（1/1）MATLAB的變量命名規(guī)則與其他計算機語言類似，這一節(jié)介紹MATLAB的命名規(guī)則。首先，變量名必須是一個單一的詞，不能包含空格，另外其命名必須符合下列規(guī)則：（1）變量名區(qū)分大小寫。如pi和Pi是兩個不同的變量。在命令窗口中輸入如下的命令，查看其結果。（2）變量名長度不超過63個字符，超過的部分將會被忽略。（3）變量名必須以字母開始，其后可以為字母、數(shù)字或者下劃線。MATLAB中的變量名不支持其他符號，因為其他符號在MATLAB中具有特殊的意義。

2024年11月22日第24頁系統(tǒng)預定義的特殊變量（1/1）

變

量

名描

述ans結果顯示的默認變量名beep使計算機發(fā)出“嘟嘟”聲pi圓周率eps浮點數(shù)的精度(2.2204e-016)，MALTAB中的最小數(shù)inf無窮大，如當除數(shù)為0時系統(tǒng)返回infNaN或nan表示不定數(shù)，即結果不能確定i或j虛數(shù)單位nargin函數(shù)的輸入?yún)?shù)個數(shù)nargout函數(shù)的輸出參數(shù)個數(shù)realmin可用的最小正實數(shù)2.2251e-308realmax可用的最大正實數(shù)值1.7977e+308bitmax可用的最大正整數(shù)(以雙精度格式存儲)varargin可變的函數(shù)輸入?yún)?shù)個數(shù)varargout可變的函數(shù)輸出參數(shù)個數(shù)2024年11月22日第25頁MATLAB的運算符（1/3）關系運算符MATLAB的關系運算符能用來比較兩個相同大小的數(shù)組，或用來比較一個數(shù)組和一個標量。MATLAB的關系運算符包括所有常用的比較運算符。

運算符說明運算符說明<小于<=小于或等于>大于>=大于或等于==等于~=不等于2024年11月22日第26頁MATLABR2023b的運算符（2/3）邏輯運算符邏輯運算符主要包括“與”、“或”和“非”。使用邏輯運算符可以將多個表達式組合在一起，或者對關系表達式取反。運算符描述&與&&與，只適用于標量。a&&b，當a的值為假時，則忽略b的值|或||或，只適用于標量。a||b，當a的值為真時，則忽略b的值~非2024年11月22日第27頁MATLABR2023b的運算符（3/3）運算符優(yōu)先級MATLAB首先執(zhí)行具有較高優(yōu)先級的運算，然后執(zhí)行具有較低優(yōu)先級的運算；如果兩個運算的優(yōu)先級相同，則按從左到右的順序執(zhí)行。運算符圓括號()轉(zhuǎn)置(.’)，共軛轉(zhuǎn)置(‘)，乘方(.^)，矩陣乘方(^)標量加法(+)、減法(-)、取反(~)乘法(.*)，矩陣乘法(*)，右除(./)，左除(.\)，矩陣右除(/)，矩陣左除(\)加法(+)，減法(-)，邏輯非(~)冒號運算符(:)小于(<)，小于等于(<=)，大于(>)，大于等于(>=)，等于(==)，不等于(~=)數(shù)組邏輯與(&)數(shù)組邏輯或(|)邏輯與(&&)邏輯或(||)2024年11月22日第28頁MATLAB的一些基礎函數(shù)（1/1）位操作函數(shù)邏輯運算函數(shù)集合函數(shù)時間與日期函數(shù)

2024年11月22日第29頁位操作函數(shù)（1/1）所有數(shù)據(jù)在計算機中是轉(zhuǎn)化為二進制進行操作的，因此，有必要對數(shù)據(jù)進行按位操作。

函

數(shù)功

能調(diào)用格式舉例bitand按位進行“與”操作C=bitand(A,B)bitcmp按位進行“補”操作C=bitcmp(A)，C=bitcmp(A,n)bitget獲取指定位置的值C=bitget(A,bit)bitmax獲取雙精度浮點整數(shù)的最大值bitmaxbitor按位進行“或”操作C=bitor(A,B)bitset設定指定位置的值C=bitset(A,bit)，C=bitset(A,bit,v)bitshift移位操作C=bitshift(A,k)，C=bitshift(A,k,n)bitxor按位進行“異或”操作C=bitxor(A,B)swapbytes按字節(jié)進行“逆”操作Y=swapbytes(X)2024年11月22日第30頁邏輯運算函數(shù)（1/1）

函

數(shù)功

能調(diào)用格式舉例all判斷數(shù)組元素是否全部非零B=all(A)，B=all(A,dim)any判斷數(shù)組是否存在非零元素B=any(A)，B=any(A,dim)false邏輯0(假)False，false(n)等find查找非零元素的下標及其值ind=find(X)，ind=find(X,k)等is*查看元素狀態(tài)代表一類函數(shù)，如iscell等isa判斷輸入是否為給定類的對象K=isa(obj,'class_name')iskeyword判斷字符串是否為MATLAB關鍵字tf=iskeyword('str')，iskeywordstrisvarname判斷字符串是否為有效變量名tf=isvarname('str')，isvarnamestrlogical將數(shù)值變量轉(zhuǎn)化為邏輯變量K=logical(A)true邏輯1(真)True，true(n)等xor邏輯“異或”C=xor(A,B)2024年11月22日第31頁集合函數(shù)（1/1）

函

數(shù)功

能調(diào)用格式舉例intersect計算兩個集合的交集c=intersect(A,B)ismember集合的數(shù)組成員tf=ismember(A,S)tf=ismember(A,S,'rows')setdiff向量的集合差c=setdiff(A,B)c=setdiff(A,B,'rows')issorted判斷幾何元素是否按序排列tf=issorted(A)tf=issorted(A,'rows')setxor集合異或c=setxor(A,B)c=setxor(A,B,'rows')union兩個向量的集合并c=union(A,B)c=union(A,B,'rows')unique刪除集合中的重復元素b=unique(A)b=unique(A,'rows')2024年11月22日第32頁時間與日期函數(shù)（1/1）

函

數(shù)功

能調(diào)用格式舉例addtodate通過域修改日期R=addtodate(D,N,F)calendar返回指定月的日歷c=calendar，c=calendar(d)clock返回當前時間的向量c=clockcputime返回CPU運行時間cputimedate返回當前日期字符串str=datedatenum將時間和日期轉(zhuǎn)化為日期格式N=datenum(V)，N=datenum(S,F)datestr將時間和日期轉(zhuǎn)化為字符串格式S=datestr(V)，S=datestr(N)datevec將時間和日期轉(zhuǎn)化為向量格式V=datevec(N)，V=datevec(S,F)eomday返回指定月的最后一天E=eomday(Y,M)etime時間向量之間的時間間隔e=etime(t2,t1)now當前日期及時間t=nowtic,toc計時器ticanystatementstocweekday返回指定日期的星期日期[N,S]=weekday(D)2024年11月22日第33頁MATLAB腳本文件（1/4）對于一些簡單的問題，當需要的命令數(shù)很少時，用戶可