matlab基本数据结构以及矩阵基本操作.ppt
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1、 本章着重介绍的MATLAB基础知识包括: 数据类型; 基本矩阵操作; 运算符; 字符串处理函数。 1数值类型 2逻辑类型 3字符和字符串类型 4结构体类型 MATLAB中定义了很多种数据类型。本节讨论MATLAB中主要的数据类型及其使用方法。 在MATLAB中有15种基本数据类型,每种基本数据类型均以数组/矩阵的形式出现。 数值类型包含 整数; 浮点数; 复数; Inf; NaN MATLAB支持1、2、4和8字节的有符号整数和无符号整数。数据类型的名称、表示范围和转换函数如下表所示。 MATLAB有单精度和双精度两种浮点数。其名称、存储空间、表示范围和转换函数如下表所示。 复数包含实部和虚
2、部。在MATLAB中可以用i或者j来表示虚部。 Inf和-Inf分别表示正无穷大和负无穷 大。除法运算中除数为0或者运算结果溢 出都会导致inf或-inf的运行结果。 在MATLAB中用NaN(Not a Number) 来表示一个既不是实数也不是复数的数 值。 在MATLAB中逻辑类型包含true和false,分别由1和0表示。在MATLAB中用函数logical()将任何非零的数值转换为true(即1),将数值0转换为false(即0)。 在MATLAB中,数据类型(char)表示一个字符。一个char类型的1n数组称为字符串string。 结构体类型是一种由若干属性(field)组成的M
3、ATLAB数组,其中的每个属性可以是任意数据类型。 下图表示了一个结构体(Personel),它包括3个属性(Name、Score和Salary),其中Name是一个字符串,Score是一个数值,Salary是一个15的向量。 构造一个结构体(数组)有两种方法。 利用赋值语句 通过赋值语句为结构体中的每个指定属性赋值,从而构造结构体。 利用函数struct() 在MATLAB中,函数struct()的具体用法如下: 其中,strArray、field和val分别表示结构体名、属性名和相应的属性值。 通过结构体数组的下标引用,可以访问任意元素的所有属性,同时可以对属性进行赋值。 2.2.1 矩阵
4、的构造 2.2.2 矩阵大小的改变 2.2.3 矩阵下标引用 2.2.4 矩阵信息的获取 2.2.5 矩阵结构的改变 2.2.6 稀疏矩阵 在MATLAB中,所有的数据均以二维、三维或高维矩阵的形式存储,每个矩阵的单元可以是数值类型、逻辑类型、字符类型或者其他任何数据类型。 对于标量,可以用11矩阵来表示; 对于一组n个数据,可以用1n矩阵来表 示; 对于多维数组,可以用多维矩阵来表示。 在MATLAB中,用命令whos来显示数据的类型、存储空间等信息。 1简单矩阵构造 2特殊矩阵构造 3向量构造 最简单的方法是采用矩阵构造符“”。构造1n矩阵(行向量)时,可以将各元素依次放入矩阵构造符内,并
5、且以空格或者逗号分隔;构造mn矩阵时,每行如上处理,并且行与行之间用分号分隔。 在MATLAB中还提供一些函数用来构造特殊矩阵,这些函数如下表所示。 续表 最 简 单 的 方 法 是 采 用 向 量 构 造 符“:”,其常用的用法如下。(1)a:b返回以a为起点,以1为步长,且所有取值在a与b之间的向量。 (2)a:s:b 返回以a为起点,以s为步长,且所有取值在a与b之间的向量。 1矩阵的合并 2矩阵行列的删除 矩阵的合并就是把两个或者两个以上的矩阵连接成一个新矩阵。矩阵构造符 可用于构造矩阵,并可以作为一个矩阵合并操作符。 表达式C=A B在水平方向合并矩阵A和B; 表达式C=A;B在竖直
6、方向合并矩阵A和B。 具有相同行数的两个矩阵,合并为一个新矩阵 不具有相同行数的两个矩阵,不允许合并为一个新矩阵 除了矩阵合并符“”外,还可以使用矩阵合并函数。矩阵合并函数的描述和基本调用格式如下表所示。 要删除矩阵的某一行或者是某一列,只需将该行或者该列赋予一个空矩阵即可。 1访问单个元素2线性引用元素3访问多个元素 本小节将介绍通过矩阵下标来存取元素值的方法,包括访问单个元素、线性引用元素和访问多个元素等。 对于矩阵A,线性引用元素的格式为 A(k)。通常这样的引用用于行向量或列 向量,但也可用于二维矩阵。 MATLAB按列优先排列的一个长列向量格 式(线性引用元素)来存储矩阵元素。 操作
7、符“:”可以用来表示矩阵的多个元素。若A是二维矩阵,其主要用法如下: A(:,:) 返回矩阵A的所有元素。 A(i,:) 返回矩阵A第i行的所有元素。 A(i,k1:k2) 返回矩阵A第i行的自k1到k2 列的所有元素。 A(:,j) 返回矩阵A第j列的所有元素。 A(k1:k2,j) 返回矩阵A第j列的自k1到k2 行的 所有元素。 若A是多维矩阵,也可以通过类似的方法实现对其访问。 1矩阵尺寸信息 2元素的数据类型 3矩阵的数据结构 本小节介绍如何获取矩阵的信息,包括矩阵的尺寸、元素的数据类型和矩阵的数据结构等。 矩阵尺寸函数可以得到矩阵的形状和大小信息,这些函数如下表所示。 查询元素数据
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