MATLAB程序設(shè)計語言.ppt

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MATLAB程序設(shè)計語言,任課教師：李靖博士(講師),Email：jli@,研究方向：無線通信,上機安排,日期：3-21，4-4，4-18，5-9，5-23時段：18:00至22:00機房：E樓205要求：每次上機找科代表簽到！,課程安排,Chapter1Matlab系統(tǒng)概述Chapter2Matlab基本操作Chapter3Matlab圖形系統(tǒng)Chapter4Matlab程序設(shè)計Chapter5Matlab基本應(yīng)用領(lǐng)域Chapter6數(shù)據(jù)陣列類型與結(jié)構(gòu)Chapter7字符串處理,Chapter2Matlab基本操作,表達(dá)式矩陣基礎(chǔ)矩陣產(chǎn)生和操作邏輯和關(guān)系運算操作符和特殊字符基本矩陣和矩陣操作基本數(shù)學(xué)函數(shù)邏輯函數(shù),表達(dá)式,變量數(shù)值函數(shù)操作符,變量,變量名可以包含下劃線、字符、數(shù)字，但不能為空格符、標(biāo)點區(qū)分大小寫字母，即A和a是不同的變量的第一個字符必須為英文字母，而且不能超過31個字符。通過file--》preferences--》可設(shè)置字體大小,預(yù)定義變量,ans預(yù)設(shè)的計算結(jié)果的變量名epsMATLAB定義的正的極小值=2.2204e-16pi內(nèi)建的π值Inf正無窮大(1/0)NaN表示不定值(Inf/Inf或0/0)i或j虛數(shù)單位（注意i和j也可以做變量）nargin函數(shù)輸入?yún)?shù)個數(shù)nargout函數(shù)輸出參數(shù)個數(shù)realmax最大的正實數(shù)realmin最小的正實數(shù)flops浮點運算次數(shù),數(shù)值,十進(jìn)制：3，8，-39科學(xué)計數(shù)法：1.6e-21，-3.24e20復(fù)數(shù)：-4+3.6j，780＋3.2e2i浮點數(shù)：范圍在10-308~10308MATLAB的所有計算均在雙精度下進(jìn)行，可用format命令來控制不同的顯示格式，如10*pi,函數(shù),函數(shù)分類：內(nèi)部函數(shù)、Toolboxes中實用函數(shù)、用戶自定義函數(shù)。函數(shù)用法：1）嵌套：x=sqrt(log(z))2）多輸入:theta=atah2(y,x)3）多輸出:[y,i]=max(x)函數(shù)的具體用法可通過help命令得到；,操作符,算術(shù)運算+,-,*,/,\,^…以及帶.的符號關(guān)系運算邏輯運算其它操作符,表達(dá)式,MATLAB書寫表達(dá)式的規(guī)則與“手寫算式”差不多相同。將變量、數(shù)值、函數(shù)用操作符連接起來，就構(gòu)成了表達(dá)式。如果一個指令過長可以在結(jié)尾加上...（代表此行指令與下一行連續(xù)），例如3*...6ans=18,表達(dá)式示例,a=(1+sqrt(10))/2;b=abs(3+5i);c=sqrt(bessell(4/3),a-i);d=sin(exp(-2.3));e=pi*d;行末的分號用于抑制結(jié)果的顯示。,矩陣基礎(chǔ),輸入矩陣及矩陣下標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)置：a’矩陣元素求和：sum()按列求和矩陣連接：[ab]矩陣行列刪除：利用空矩陣b(2,:)=[]；%刪除矩陣b的第二行，：表示所有的列或行。,矩陣產(chǎn)生和操作,矩陣產(chǎn)生：1）直接輸入元素列表；2）從外部數(shù)據(jù)文件讀?。簂oad3）利用Matlab內(nèi)部函數(shù)產(chǎn)生矩陣：eye,ones,zeros,rand,randn（演示）4）用戶自己編寫M文件產(chǎn)生矩陣。,基本矩陣和矩陣操作,基本矩陣和陣列：eye:單位矩陣ones:全1陣列zeros:全0陣列rand:均勻分布的隨機數(shù)和陣列randn:正態(tài)分布的隨機數(shù)和陣列l(wèi)inspace:產(chǎn)生線性間空向量logspace:產(chǎn)生對數(shù)間空向量,矩陣操作（P35和P63）,常用：矩陣轉(zhuǎn)置、重排、求和、下標(biāo)、刪除和運算等；Diag：對角矩陣和矩陣的對角化Reshape：陣列重新排列Rot90：矩陣旋轉(zhuǎn)90度fliplr,flipud：矩陣左右，上下翻轉(zhuǎn)Tril,triu：矩陣的上，下三角陣Cat：陣列連接Repmat：復(fù)制并平鋪陣列,矩陣中的操作符和特殊字符(一)P46,算術(shù)操作符：+,-,*,/,\,^,’A+B,A-B:相同尺寸簡單加、減運算；A*B:線性代數(shù)積A.*B:對應(yīng)元素相乘A/B，A\B:矩陣右（左）除A./B，A.\B:矩陣對應(yīng)元素右（左）除A^B:矩陣冪(兩種形式，指數(shù)為標(biāo)量和底數(shù)為標(biāo)量)A’:矩陣轉(zhuǎn)置，若A為復(fù)數(shù)矩陣，則求出共軛轉(zhuǎn)置。A.’：矩陣轉(zhuǎn)置，若A為復(fù)數(shù)矩陣，也不求共軛。(對應(yīng)函數(shù)見P47.),矩陣中的操作符和特殊字符（二）,Kron:Kronecker張量積：K=(X,Y)冒號：建立向量、陣列的下標(biāo)或用于迭代。（使用格式見書P48）邏輯操作符：%!（P48頁）XOR:異或操作,矩陣中的邏輯函數(shù)（P78）,all:測試矩陣或者向量所有元素是否都為非0any：測試是否有非0元素（對于矩陣，將列當(dāng)做向量?。ゝind：查找非0元素的值和下標(biāo)（用于稀疏矩陣）exist：查找給定變量或文件是否存在is*：檢測某種狀態(tài)，*通配符(P81)isa：檢測給定類的對象logical：將數(shù)值轉(zhuǎn)換成邏輯值,特殊變量和常數(shù),ans,pi,i和j,NaN,Inf,realmax,realminNargin,nargout,varargin,varargouteps：浮點數(shù)相對精度(p57)computer：識別運行Matlab的計算機inputname：輸入變量名flops：統(tǒng)計浮點運算次數(shù),時間和日期(P59),tic,toc：測定程序運行時間(tictest.m)date,now,clocketime,cputimedatestr,dateevcdatenumweekday,eomdaycalendar,基本數(shù)學(xué)函數(shù)(P69),三角函數(shù)指數(shù)和對數(shù)函數(shù)復(fù)數(shù)函數(shù)取整和求余函數(shù)（rem、mod）,典型例題,產(chǎn)生均勻分布在(a,b)之間的(mn)隨機陣,（精確到小數(shù)點后k位）a+(b-a)*rand(m,n)a+round(10^k*(b-a)*rand(m,n))/10^k產(chǎn)生均值為μ，方差為σ^2的(mn)正態(tài)分布隨機陣。σ*randn(m,n)+μ,陣列與矩陣運算（重點回顧）,MATLAB的運算事實上是以陣列(array)及矩陣(matrix)方式在做運算，而這二者在MATLAB的基本運算性質(zhì)不同。矩陣是二維的，它則采用線性代數(shù)的運算方式。矩陣的基本算術(shù)操作+-*/\’^基本格式A+BA-BA*BA/BA\BA’A^,陣列與矩陣運算,陣列的運算是元素對元素的運算陣列的基本算術(shù)操作+-.*./.\.’.^基本格式A+BA-BA.*BA./BA.\BA.’A.^例如a=[a1,a2…an]b=[b1,b2…bn]a.*b=[a1*b1,a2*b2…an*bn]a./b=[a1/b1,a2/b2…an/bn],陣列運算的特色,>>x=1:0.1:2;%x是陣列x=Columns1through91.00001.10001.20001.30001.40001.50001.60001.70001.8000Columns10through111.90002.0000>>y=exp(x.^2);%exp(x.^2)是陣列運算y=Columns1through92.71833.35354.22075.41957.09939.487712.935817.993325.5337Columns10through1136.966154.5982,陣列運算的特色,純量與陣列運算的差別>>x=2.0%x是一純量>>nume=x^3-2*x^2+x-6.3;>>deno=x^2+0.05*x-3.14;>>f=nume/deno>>x=1:5;%注意x是一陣列>>nume=x.^3-2*x.^2+x-6.3;>>deno=x.^2+0.05*x-3.14;>>f=nume./deno,