MATLAB基本使用方法.ppt

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1、第第2 2章章 MATLABMATLAB基本使用方法基本使用方法 2.1 简单的数学运算简单的数学运算 2.2 常量与变量常量与变量 2.3 变量的管理变量的管理 2.4 浮点数和复数浮点数和复数 2.5 MATLAB数据的特点数据的特点 2.1 2.1 简单的数学运算简单的数学运算2.1.1 数学式的输入数学式的输入 MATLAB7.0最主要的功能是数值计算，对于简单的数值最主要的功能是数值计算，对于简单的数值计算来说，使用计算来说，使用MATLAB7.0可以很轻松地解决。注意，可以很轻松地解决。注意，运算是在运算是在矩阵矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只是意义下进行的，单个数据的算术运

2、算只是一种特例。一种特例。(11矩阵矩阵)符符 号号功功 能能实实 例例+加法加法1+21+2-减法减法1-21-2*乘法乘法1*21*2/、除法除法1/21/2（右除（右除）2121（左除（左除）乘方乘方2121如：如：3/5=0.6 是前者除以后者是前者除以后者35=1.6667 是后者除以前者是后者除以前者u最基本的数值计算方法最基本的数值计算方法 n直接输入法直接输入法 3*30+3*35+4*30+4*32ans=443n存储变量法存储变量法 grade1=3*30grade1=90 grade2=3*35grade2=105 total=grade1+grade2 total=19

3、5 在大多数情况下，在大多数情况下，MATLAB7.0语言语言对空格不予处理。对空格不予处理。在在MATLAB7.0的表达式中，遵守四的表达式中，遵守四则运算法则，即乘法和除法优先于加减则运算法则，即乘法和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，括号优先法，指数运算优先于乘除法，括号优先级最高，在多层括号存在的情况下，从级最高，在多层括号存在的情况下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展。括号的最里边向最外边逐渐扩展。在在MATLAB7.0中，小括号代表运算中，小括号代表运算级别，而中括号则一般用于生成矩阵。级别，而中括号则一般用于生成矩阵。2.1.2 标点符号的使用标点符号的使用 在在MATLAB

4、7.0语言中，标点符号的使用相语言中，标点符号的使用相对比较灵活，不同的标点符号代表不同的运算，对比较灵活，不同的标点符号代表不同的运算，或是被赋予了特定的含义。或是被赋予了特定的含义。标点符号标点符号定定 义义标点符号标点符号定定 义义;区分行，取消运行显示等区分行，取消运行显示等.小数点以及域访问等小数点以及域访问等,区分列，函数参数分隔符等区分列，函数参数分隔符等连接语句连接语句:在数组中应用较多在数组中应用较多字符串的标识符号字符串的标识符号()指定运算优先级等指定运算优先级等=赋值符号赋值符号 矩阵定义的标志等矩阵定义的标志等!调用操作系统运算调用操作系统运算 用于构成单元数组等用于

5、构成单元数组等%注释语句的标识注释语句的标识n空格：用于输入量之间的分隔符，数组元素分隔符空格：用于输入量之间的分隔符，数组元素分隔符n逗号：逗号：“,”用于要显示计算结果的命令之间的分用于要显示计算结果的命令之间的分隔符；输入变量之间的分隔符以及数组同行元素之隔符；输入变量之间的分隔符以及数组同行元素之间的分隔符。间的分隔符。n黑点：黑点：“.”数值表示的小数点数值表示的小数点n分号：分号：“;”用于不显示计算结果的指令结尾标志；用于不显示计算结果的指令结尾标志；用于不显示计算结果指令间的分隔；用于数组行之用于不显示计算结果指令间的分隔；用于数组行之间的分隔间的分隔n冒号：冒号：“:”用于生

6、成一维数值数组，如用于生成一维数值数组，如1:10；表；表示一维数组的全部元素或多维数组的某一维的全部示一维数组的全部元素或多维数组的某一维的全部元素元素2.1.2 标点符号的使用标点符号的使用 n注释号：注释号：“%”由它开始的所有指令行被看作非执由它开始的所有指令行被看作非执行的注释行的注释n单引号对：单引号对：“”字符串记述符字符串记述符n圆括号圆括号“()”引用数组元素；用于函数输入变量引用数组元素；用于函数输入变量列表；用于确定算术运算的先后次序列表；用于确定算术运算的先后次序n方括号方括号“”构成向量和矩阵；构成向量和矩阵；用于函数输出列用于函数输出列表表n花括号花括号“”元胞数组

7、记述符元胞数组记述符n下连符下连符 “_”用于变量、函数或文件名中的连字用于变量、函数或文件名中的连字符符n续行号续行号“.”由由3个或个或3个以上黑点构成。它把个以上黑点构成。它把其下面的一行看作该行的继续，以组合一个完整其下面的一行看作该行的继续，以组合一个完整的指令的指令 2.1.2 标点符号的使用标点符号的使用 应用举例应用举例例例 某学校一某学校一年级有年级有3个班，每班个班，每班30人，二年级有人，二年级有3个班，每班个班，每班35人，三年级有人，三年级有4个班，每班个班，每班30人，人，四年级有四年级有4个班，每班个班，每班32人。人。求该校一共求该校一共有多少有多少人。人。gr

8、ade1=3*30;grade2=3*35;grade3=4*30;grade4=4*32;total=grade1+grade2+grade3+grade4total=4432.1.3 常用的操作命令常用的操作命令 在使用在使用MATLAB7.0语言编制程序时，掌握一语言编制程序时，掌握一些常用的操作命令和键盘操作技巧，可以起到事半些常用的操作命令和键盘操作技巧，可以起到事半功倍的效果。功倍的效果。命令命令该命令的功能该命令的功能命令命令该命令的功能该命令的功能cd显示或改变工作目录显示或改变工作目录hold图形保持命令图形保持命令clc清除工作窗清除工作窗load加载指定文件的变量加载指定

9、文件的变量clear清除内存变量清除内存变量pack整理内存碎片整理内存碎片clf清除图形窗口清除图形窗口path显示搜索目录显示搜索目录diary日志文件命令日志文件命令quit退出退出MATLAB 7dir显示当前目录下文件显示当前目录下文件save保存内存变量到指定文件保存内存变量到指定文件disp显示变量或文字内容显示变量或文字内容type显示文件内容显示文件内容echo工作窗信息显示开关工作窗信息显示开关常用常用的键盘操作和快捷键的键盘操作和快捷键 键盘按钮和键盘按钮和快捷键快捷键该操作的功能该操作的功能键盘按钮和快捷键键盘按钮和快捷键该操作的功能该操作的功能(Ctrlp)调用上一行

10、调用上一行Home(Ctrla)光标置于当前行开头光标置于当前行开头(Ctrln)调用下一行调用下一行End(Ctrle)光标置于当前行结尾光标置于当前行结尾(Ctrlb)光标左移一个字符光标左移一个字符Esc(Ctrlu)清除当前输入行清除当前输入行(Ctrlf)光标右移一个字符光标右移一个字符Del(Ctrld)删除光标处字符删除光标处字符Ctrl光标左移一个单词光标左移一个单词Backspace(Ctrlh)删除光标前字符删除光标前字符Ctrl光标右移一个单词光标右移一个单词AltBackSpace恢复上一次删除恢复上一次删除2.2 MATLAB 72.2 MATLAB 7的数据类型的数

11、据类型 1.常量常量 常常量量是是指指在在程程序序运运行行过过程程中中其其值值不不发发生生改改变变的的量量。通通常常，命命名名常常量量（包包括括全全局局变变量量）应应该该采采用用大大写写字字母母，用用下下划划线线 分分 割割 单单 词词，例例 COLOR_RED，COLOR_GREEN。2.2.1 常量和变量常量和变量 在在MATLAB7.0中中有有一一些些特特定定的的变变量量，它它们们已已经经被被预预定定义义了了某某个个特特定定的的值值，因因此此这这些些变变量量被被称称为预定义变量，有些书将其称为为预定义变量，有些书将其称为“常量常量”。名称名称功能功能名称名称功能功能ans用作用作结果的默

12、果的默认变量名量名nargin函数的函数的输入参数个数入参数个数beep使使计算机算机发出出“嘟嘟”声声nargout函数的函数的输出参数个数出参数个数pi圆周率周率varagin可可变的函数的函数输入参数个数入参数个数eps浮点数相浮点数相对误差差varagout可可变的函数的函数输出参数个数出参数个数inf无无穷大大realmin最小的正浮点数最小的正浮点数NaN或或nan不定数不定数realmax最大的正浮点数最大的正浮点数i或或j复数复数单位位bitmax最大的正整数最大的正整数预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽量避免对预定义变量有特定的含义，在使用时，应尽量避免对这些变量重新赋值

13、。这些变量重新赋值。变量是变量是MATLAB7.0的基本元素之一，的基本元素之一，与其他程序设计语言不同的是与其他程序设计语言不同的是MATLAB7.0不要求对所使用的变量进行不要求对所使用的变量进行声明，而且它也不需要指定变量的类型，声明，而且它也不需要指定变量的类型，系统会根据该变量被赋予的值或对该变系统会根据该变量被赋予的值或对该变量所进行的操作来自动确定变量的类型。量所进行的操作来自动确定变量的类型。2.变量变量 在在MATLAB7.0语言中，变量的命名语言中，变量的命名有如下规则。有如下规则。n变量名长度不超过变量名长度不超过31位字符，超过位字符，超过31位位的字符系统将忽略不计的

14、字符系统将忽略不计n变量名区分大小写变量名区分大小写n变量名必须以变量名必须以字母字母开头，变量名中可以开头，变量名中可以包含字母、数字或下划线，但不允许出包含字母、数字或下划线，但不允许出现标点符号。现标点符号。3.变量的命名变量的命名 1、变量的名字应该能够反应变量自身的意义、变量的名字应该能够反应变量自身的意义或者用途；或者用途；2、变量名应该以小写字母开头的大小写混合、变量名应该以小写字母开头的大小写混合形式，如：形式，如：linearity，credibleThreat，qualityofLife等；等；3、全局变量（同常数）应该采用大写字母，、全局变量（同常数）应该采用大写字母，用

15、下划线分割单词，用下划线分割单词，PATH_NAME；4、结构体的命名应该以一个大写字母开头如：结构体的命名应该以一个大写字母开头如：Segment.length；5、函数名应该能够说明函数的用途，函数名、函数名应该能够说明函数的用途，函数名应该采用小写字母。应该采用小写字母。建议：建议：MATLAB赋值语句有两种格式：赋值语句有两种格式：(1)变量变量=表达式表达式 (2)表达式表达式格格式式1中中，=代代表表的的是是赋赋值值操操作作，将将表表达达式式的的值值赋赋给给MATLAB的变量；的变量；第第二二种种语语句句格格式式下下，将将表表达达式式的的值值赋赋给给MATLAB的的缺缺省省变变量量

16、ans。如如果果在在语语句句的的最最后后加加分分号号，那那么么，MATLAB仅仅仅仅执执行行赋赋值值操操作作，不不再再显显示示运算的结果。运算的结果。4.变量的赋值变量的赋值 例例 计算表达式计算表达式 的值，并的值，并将结果赋给变量将结果赋给变量x，然后显示出结果。然后显示出结果。在在MATLAB命令窗口输入命令：命令窗口输入命令：x=(5+cos(47*pi/180)/(1+sqrt(7)-2*i)%计计算算表表达式的值达式的值 执行结果：执行结果：x=1.1980+0.6572i(1)算术运算：算术运算：运算符有：运算符有：(加加)、(减减)、*(乘乘)、/(右除右除)、(左除左除)、(

17、乘方乘方)。(2)关系运算：关系运算：运算符有：运算符有：(小于小于)、(大于大于)、=(大于或等于大于或等于)、=(等于等于)、=(不等于不等于)。(3)逻辑运算：逻辑运算：运算符有：运算符有：&(与与)、|(或或)和和(非非)。在逻辑运算。在逻辑运算中，非零元素为真，零元素为假。中，非零元素为真，零元素为假。在算术、关系、逻辑运算中，算术运算优先在算术、关系、逻辑运算中，算术运算优先级最高，逻辑运算优先级最低。级最高，逻辑运算优先级最低。5.MATLAB运算运算 MATLAB提供了许多数学函数，函数的自提供了许多数学函数，函数的自变量规定为矩阵变量。变量规定为矩阵变量。6.MATLAB常用

18、数学函数常用数学函数 函数名函数名功能功能函数名函数名功能功能abs(x)绝对值或复数的模或复数的模sin(x)正弦函数正弦函数angle(x)四个象限内取复数的相位四个象限内取复数的相位asin(x)反正弦函数反正弦函数ceil(x)向向+方向取整数方向取整数cos(x)余弦函数余弦函数floor(x)向向-方向取整数方向取整数acos(x)反余弦函数反余弦函数fix(x)向向0方向取整数方向取整数real(x)复数复数实部部round(x)四舍五入最接近的整数四舍五入最接近的整数image(x)复数虚部复数虚部log(x)自然自然对数数exp(x)指数函数指数函数exlog2(x)以以2为

19、底的底的对数数rem(x)有符号求余有符号求余log10(x)常用常用对数数mod(x)无符号求余无符号求余sqrt(x)平方根平方根sign(x)符号函数符号函数gcd(x,y)求整数求整数x,y的最大公的最大公约数数lcm(x,y)求整数求整数x,y的最小公倍数的最小公倍数(a)三角函数以弧度为单位计算。三角函数以弧度为单位计算。(b)abs函数可以求实数的绝对值、复数的函数可以求实数的绝对值、复数的 模、字符串的模、字符串的ASCII码值。码值。(c)用于取整的函数有用于取整的函数有fix、floor、ceil、round，要注意它们的区别。，要注意它们的区别。(d)rem与与mod函数

20、的区别。函数的区别。rem(x,y)和和mod(x,y)要求要求x,y必须为相同大小的实矩必须为相同大小的实矩阵或为标量。阵或为标量。mod(-X,Y)=rem(-X,Y)+Y。补充：补充：函数说明函数说明 主要区别在主要区别在rem（x，y）命令返回的是）命令返回的是x-n.*y，如，如果果y不等于不等于0，其中的，其中的n=fix(x./y)，而，而mod(x,y)返回返回的是的是x-n.*y，当，当y不等于不等于0时，时，n=floor(x./y)，因此，因此他们之间的区别主要在与他们之间的区别主要在与fix与与floor的区别。的区别。fix是是向最近的整数取整，而向最近的整数取整，而

21、floor是向负无穷取整。是向负无穷取整。rem(-9,5)ans=-4mod(-9,5)ans=1 7.数据的输出格式数据的输出格式nMATLAB表表示示一一个个常常数数,可可采采用用日日常常记记数数法法和科学记数法两种表示方法和科学记数法两种表示方法n如：如：3.1415 2+4i 1.7809e2n数数据据输输出出时时用用户户可可以以用用format命命令令设设置置或或改改变数据输出格式。变数据输出格式。nformat命令的格式为：命令的格式为：format 格式符格式符n注注意意，format命命令令只只影影响响数数据据输输出出格格式式，而而不影响数据的计算和存储。不影响数据的计算和存

22、储。数值计算结果的显示格式数值计算结果的显示格式n在在MATLAB指令窗中，直接输入相应的指令，或在菜单弹出指令窗中，直接输入相应的指令，或在菜单弹出框中进行选择，都可获得所需的数值计算结果显示格式。框中进行选择，都可获得所需的数值计算结果显示格式。指指 令令含含 义义举举 例例 说说 明明formatformat short通常保证小数点后四位有效数字，最多不超过通常保证小数点后四位有效数字，最多不超过7位；对于位；对于大于大于1000的实数，用的实数，用5位有效数字的科学记数形式表示位有效数字的科学记数形式表示314.159被显示为被显示为314.15903141.59被显示为被显示为3.

23、1416e+003format long15位数字表示位数字表示3.14159265358979format short e5位科学记数形式表示位科学记数形式表示3.1416e+00format long e15位科学记数形式表示位科学记数形式表示3.14159265358979e+00format short g从从 format short 和和 format short e 中自动选择中自动选择3.1416format long g format long 和和 format long e 中自动选择最佳记述方式中自动选择最佳记述方式3.14159265358979format rat近

24、似有理数表示近似有理数表示355/113format hex十六进制表示十六进制表示40092fb54442d18format+显示大矩阵用。正数、负数、零分别用显示大矩阵用。正数、负数、零分别用+、-、空格表示、空格表示+format bank（金融）元、角、分表示金融）元、角、分表示3.14format compact显示变量之间没有空行显示变量之间没有空行format loose在显示变量之间有空行在显示变量之间有空行说明说明1、format short 显示格式是缺省默认的显示格式显示格式是缺省默认的显示格式 2、表中实现的所有格式设置仅在、表中实现的所有格式设置仅在MATLAB的当前

25、执行过程中有效的当前执行过程中有效 例例 format函数使用方法函数使用方法 format(type)Use the format function to control the output format of the numeric values displayed in the Command Window.The format function affects only how numbers are displayed,not how MATLAB computes or saves them.pians=3.1416 format long pians=3.14159265358

26、979 format short e pians=3.1416e+000 1.内存变量的显示与删除内存变量的显示与删除n who和和whos这这两两个个命命令令用用于于显显示示在在MATLAB工工作作空空间间中中已已经经驻驻留留的的变变量量名名清清单单。（who只只列列变变量名；量名；whos还列变量维数、字节、类型）还列变量维数、字节、类型）nclear命令用于删除命令用于删除MATLAB工作空间中的变量。工作空间中的变量。n注意，预定义变量不能被删除。注意，预定义变量不能被删除。2.工作空间浏览器工作空间浏览器 专门用于内存变量的管理。专门用于内存变量的管理。可可以以通通过过双双击击工工作

27、作空空间间的的变变量量进进行行变变量量的的编编辑辑（包括改变输出格式和变量中的具体元素）（包括改变输出格式和变量中的具体元素）2.3 2.3 变量的管理变量的管理 3.内存变量文件内存变量文件v利利 用用 MAT文文 件件(.mat)可可 以以 把把 当当 前前MATLAB工工作作空空间间中中的的一一些些有有用用变变量量长长久久地保留下来。地保留下来。vMAT文文件件的的生生成成和和载载入入由由save和和load命命令令来完成。来完成。v常用格式为：常用格式为：save 文件名文件名 变量名表变量名表 -append-ascii load 文件名文件名 变量名表变量名表 -ascii2.4

28、2.4 浮点数和复数浮点数和复数 2.4.1 浮点数浮点数 几几乎乎在在所所有有的的情情况况下下，MATLAB7.0的的数数据据都都是是以以双双精精度度数数值值来来表表示示，这这些些双双精精度度数数在在系系统内部用二进制表示，因此带来了一些问题。统内部用二进制表示，因此带来了一些问题。比比如如有有一一些些实实数数不不能能被被精精确确地地表表示示，对对能能够够表表示示的的值值也也有有一一个个限限制制，并并且且存存在在一一个个浮浮点点相对误差限。相对误差限。所所谓谓相相对对误误差差限限（eps=2.2204e-016）是是指指MATLAB7.0语语言言能能够够区区分分两两个个不不同同大大小小的的数

29、数时，这两个数之间的最小差值。时，这两个数之间的最小差值。例例 浮点数的精度浮点数的精度 n 0.33-0.5+0.17nans=n 2.7756e-017n 0.33+0.17-0.5nans=n 0n 0.17-0.5+0.33nans=n 5.5511e-017这这3个式子的计算结果是相同的，个式子的计算结果是相同的，但是由于这些数字都是使用二但是由于这些数字都是使用二进制存储的，在使用双精度数进制存储的，在使用双精度数来表达这些数时，往往就会出来表达这些数时，往往就会出现一些不可避免的误差，但是现一些不可避免的误差，但是这些误差小于这些误差小于eps。MATLAB7.0语言对复数的处理

30、也是十分语言对复数的处理也是十分简便的，在处理复数问题时，不需要进行其他简便的，在处理复数问题时，不需要进行其他任何操作。任何操作。例例 复数的表示方法复数的表示方法n a=pi+3.14*ina=n 3.1416+3.1400in a=pi+3.14ina=n 3.1416+3.1400in a=pi+pi*ina=n 3.1416+3.1416in注：这里的注：这里的i换成换成sqrt(-1)也可。也可。2.4.2 复数复数2.5 MATLAB2.5 MATLAB数据的特点数据的特点1矩矩阵阵是是MATLAB最最基基本本、最最重重要要的的数数据据对对象象。向量、单个数据向量、单个数据(标量标量)可以看成是矩阵的特例。可以看成是矩阵的特例。2MATLAB数据类型数据类型v数数值值数数据据：双双精精度度数数(double)、单单精精度度数数(single)、带带符符号号整整数数(int)和和无无符符号号整整数数(uint)。v字符数据字符数据(用函数用函数char实现）。实现）。v结构体结构体(Structure)和单元和单元(Cell)。v符号变量和稀疏矩阵符号变量和稀疏矩阵(Sparse)。