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1、主要内容(续)2.3MATLAB语言的数据类型2.3.1MATLAB语言的数据类型概述2.3.2稀疏矩阵（sparse matrix）2.3.3单元数组（cell array）2.3.4结构数组（structure array）2.4MATLAB语言的基本语句结构本章小结第1页/共45页2.12.1MATLABMATLAB语言的常量与变量第2页/共45页2.1.1MATLAB语言的常量MATLAB允许使用各种特殊变量和常量。实际编程时，这些特殊变量和常量可以直接使用。常量及特定函数在matlab/elmat目录下，并提供有详尽的帮助文档。第3页/共45页2.1.1MATLAB语言的常量ans如
2、果没指定输出到一个变量，系统自动创建ans，存储输出结果eps机器的浮点运算误差限，即相对精度pi，3.1415926535897.，返回圆周率的近似值i,j基础的虚数单元inf返回IEEE算法的正无穷大量，如n/0即产生inf(其中n为实数)第4页/共45页2.1.1MATLAB语言的常量NaNNot-a-Number，返回IEEE算法的非数值，如0/0或inf/inf，关于NaN的算术运算等computer识别MATLAB运行的计算机类型versionMATLAB版本intmax所用机器能表示的最大整数intmin所用机器能表示的最小整数realmax所用机器能表示的最大正浮点数realm
3、in所用机器能表示的最小正浮点数第5页/共45页2.1.1MATLAB语言的常量注：演示例1MATLAB常量的使用第6页/共45页2.1.2 MATLAB2.1.2 MATLAB语言的变量 MATLAB变量不需申明和指定类型。变量名由一个英文字母引导，后可接英文字母、数字和下划线3种字符。最长不超过n个字符，n可由namelengthmax查看。如超过则只前n个字符有效。第7页/共45页2.1.2 MATLAB2.1.2 MATLAB语言的变量MATLAB变量名区分大小写（case sensitive）。依此，A and a 就应该是2个不同的变量名。注：演示例2MATLAB变量的赋值与使用。
4、第8页/共45页2.2 MATLAB2.2 MATLAB语言的运算符第9页/共45页2.2 MATLAB2.2 MATLAB语言的运算符类似于其它语言如C语言，MATLAB也有不同运算符。以下分类列出这些运算符。有关其具体使用在下章中介绍。第10页/共45页2.2.12.2.1算术运算符运算符意义运算符意义+矩阵/数组相加矩阵转置。对复数矩阵，A 是共轭转置-矩阵/数组相减.数组转置。对复数矩阵，A.不是共轭转置*矩阵乘.*数组乘矩阵幂.数组乘方矩阵左除.数组左除/矩阵右除./数组右除第11页/共45页2.2.1 2.2.1 算术运算符点运算是针对同阶矩阵中逐个元素进行的算术运算。由于矩阵和数
5、组的加减操作一致，所以数组的加减运算不必使用点运算。第12页/共45页2.2.22.2.2关系运算符关系运算符用来比较2个运算元之间的关系。运算符意义运算符意义小于大于=大于等于=相等=不相等第13页/共45页2.2.3 2.2.3 逻辑运算符逻辑运算符及相关函数是处理2个运算元之间的逻辑关系。n一些相关逻辑函数如xor（），all（），any（）等。与或非第14页/共45页2.3.1 MATLAB2.3.1 MATLAB数据类型MATLAB语言数据类型都是数组格式的。为保证较高的计算精度，MATLAB中最常用的数据类型是双精度浮点型double和字符类型char。MATLAB提供的符号运算符
6、还支持符号变量的使用，第15页/共45页 2.3.1 MATLAB2.3.1 MATLAB数据类型int8，uint8，int16，uint16，int32，uint32，int64，uint64主要用于高效内存存储，仅能进行一些基本的操作，不能进行任何数学运算。因此在进行任何数学运算之前，必须通过MATLAB的转换函数将其转换成double型。可以通过str=class(object)获取到数据的类型。第16页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵（sparse matrixsparse matrix）稀疏矩阵的基本概念 实际应用中，往往要用到一些特殊的矩阵。这些矩阵中大部分元素为0。稀
7、疏矩阵即是精简一般含有零元素较多的矩阵，仅就非零元素之位置加以陈述。注：演示例3产生一个稀疏矩阵并与原矩阵比较。第17页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵例3分析：稀疏矩阵非零元素包括了3项：行列位置及元素自身值。这种方式对大规模的稀疏矩阵是十分节约空间的。且规模越大，零元素越多的稀疏矩阵，这种优势越明显。第18页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵稀疏矩阵的创建使用函数的方式生成稀疏矩阵。下表列出一些产生稀疏矩阵的函数及其说明。第19页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵sparse(A)将全元素矩阵A转换成稀疏矩阵S=sparse(i,j,s,m,n)m,n为最终产生的
8、稀疏矩阵S的行列数，i,j,s为等维的相量spdiags()由对角元素产生稀疏矩阵spconvert()将外部数据文件转化为稀疏矩阵sprand()生成元素服从均匀分布的稀疏矩阵sprandn()生成元素服从正态分布的稀疏矩阵S=speye(m,n)单位矩阵的稀疏矩阵表示第20页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵注：查阅并导读MATLAB关于稀疏矩阵的帮助文档。注：演示例4将已知矩阵转换成稀疏矩阵；直接产生该矩阵的稀疏矩阵表示。注：演示例5导入已有的数据文档，并将其转换为稀疏矩阵。第21页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵例5结果分析：数据文件中的最后一个元素为零，所以在稀疏矩
9、阵中略去。但在全元素矩阵中仍能表示出来。第22页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵稀疏矩阵的操作MATLAB提供了查看稀疏矩阵元素的函数及图形化查看函数。相应的函数(注：函数帮助文档导读)第23页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵n=nnz(X)，返回矩阵的非零元素个数。（number of nonzero elements）s=nonzeros(A)，返回包含所有非零元素组成的列向量。n=nzmax(S)，返回非零元素个数。图形化查看函数：spy(S)，用图形查看稀疏矩阵的非零元素分布情况。第24页/共45页2.3.2 2.3.2 稀疏矩阵注：演示例6产生一个随机稀疏矩阵，并
10、用图形观察非零元素分布情况。第25页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组（cell arraycell array）单元数组的概念基本组成是单元（cell），用来存放不同类型的数据，如矩阵、多维数组、字符串、单元数组及结构数组等。单元数组可以是一维的，也可以是多维的。这一数据类型在仿真系统模型中经常见到，另外在函数的编写中一般也会用到，如由不同类型输入参数组成的varargin即是单元数组类型。第26页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组单元数组的创建（1）直接使用 创建；（2）在原有的单元数组基础上不断地扩展，类似于矩阵的扩展操作；（3）直接给单元数组的每个单元赋值；（4）合并不
11、同的单元数组。第27页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组注：演示例7直接创建一个单元数组。注：演示例8用扩展的方式创建单元数组A1。第28页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组注：演示例9用直接给每个单元赋值的方式创建单元数组A2。注：演示例10将单元数组A1和A2合并成一个单元数组。第29页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组单元数组的操作单元数组的内容获取命令celldisp(C)图形化的显示方式cellplot(c)也可直接读取具体的单元内容，或类似读取矩阵元素值的方式读出部分单元内容。注：相关函数的帮助文档导读第30页/共45页2.3.3 2.3.3 单元数组注：演
12、示例11显示单元数组A1的内容，读出其中一个单元或几个单元的值。第31页/共45页2.3.4 结构数组（structure array）结构数组的概念 结构数组的基本组成单位是结构，每一个结构包含多个域（fields），域中可以存放任何类型，任何大小的数组。结构数组的创建结构数组可以直接创建可利用Struct函数创建。(注：函数帮助文档导读)第32页/共45页2.3.4 结构数组注：演示例12创建一个含有不同学生信息（姓名，性别，班级，成绩）的结构数组。第33页/共45页2.3.4 结构数组结构数组的操作 由于结构数组很像数据库中的一个数据表，因此对其操作可以借助数据库的概念，总结为增、删、改
13、、查4种操作。增，即增加一条记录，如例12在创建学生信息的结构数组中，就是通过增加的方式添加学生信息；也可以是增加一个字段。第34页/共45页2.3.4 结构数组删，即删除结构数组中的字段，如删除“性别”字段。MATLAB提供的s=rmfield(s,fieldname)执行删除结构字段的操作。改，即改变结构数组中字段的内容。函数s=setfield(s,i,j,field,k,v)执行修改字段内容的操作，相当于S(i,j).field(k)=V。第35页/共45页2.3.4 结构数组注：演示例13将第一条记录的姓名改为“zhaogy”。第36页/共45页2.3.4 结构数组查，指简单地获取结
14、构数组的数据，也指对其较深层次的查询分析。注：演示例14查询上例结构数组的各字段名，查询第一条记录的成绩，查询第一条记录平均成绩，求所有学生平均成绩。第37页/共45页2.4 MATLAB语言的基本语句结构第38页/共45页2.4 MATLAB语言的基本语句结构MATLAB有2种基本语句结构：直接赋值语句调用函数语句第39页/共45页2.4.1 2.4.1 直接赋值语句变量表达式%显示运行结果变量表达式；%不显示运行结果表达式%结果赋给常量ans注：演示示例不同的赋值方法。第40页/共45页2.4.1 2.4.1 直接赋值语句值得注意的是，表达式一般需要添加“；”，以避免显示中间结果。有时显示
15、中间结果对程序调试很有帮助，这时可以尝试将其去掉。第41页/共45页2.4.2 2.4.2 调用函数语句函数的一般调用格式为：返回变量列表函数名（输入变量列表）返回变量列表函数名（输入变量列表）在调用函数时，很多情况下，同一函数给出了若干种调用方法。这就要求在使用时根据需要调用。在使用时根据需要调用。注：查阅函数mean()的帮助文档，并说明其不同用法：M=mean(A)M=mean(A,dim)第42页/共45页本章小结介绍了MATLAB语言的常量与变量及其使用，MATLAB语言的运算符，MATLAB语言的数据类型与基本语句结构。介绍了部分特殊变量和常量，变量的命名规则及其使用与赋值。介绍了算术运算符，关系运算符与逻辑运算符。第43页/共45页本章小结(续)介绍了数据类型，对稀疏矩阵、单元数组和结构数组等几种特殊类型进行了较全面介绍。介绍了基本语句结构，分别有直接赋值语句和调用函数语句。第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页