《基本使用方法》PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,*,页,MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社,第2章 基本使用方法,MATLAB R2007基础教程 清华大学出版社,教学目标,教学重点,教学内容,10/6/2024,1,教学目标,掌握利用 MATLAB 2007 的命令窗口进行简单的数学运算,了解 MATLAB 2007 的基本数学函数,掌握常用的操作命令和快捷键,了解 MATLAB 2007 的数据类型,了解 MATLAB 2007 的操作符,了解 MATLAB 2007 脚本编程,10/6/2024,2,教学重点,掌握利用 MATLAB 2007 的命令窗口进行简单的数学运算,掌握常用的操作命令和快捷键,了解 MATLAB 2007 的数据类型,了解 MATLAB 2007 的操作符,10/6/2024,3,教学内容,简单的数学运算,常用的操作命令和快捷键,MATLAB 2007b 的数据类型,MATLAB 2007b 的操作符,MATLAB 2007b 的基本数学函数,MATLAB 2007b 脚本编程,10/6/2024,4,简单的数学运算（1/5）,最简单的计算器使用法,直接输入法,存储变量法,10/6/2024,5,简单的数学运算（2/5）,表达式书写规则,在大多数情况下，MATLAB 对空格不予处理，因此在书写表达式时，可以利用空格调整表达式的格式，使表达式更易于阅读。,在 MATLAB 表达式中，遵守四则运算法则，与通常法则相同。即运算从左到右进行，乘法和除法优先于加减法，指数运算优先于乘除法，括号的运算级别最高；在有多重括号存在的情况下，从括号的最里边向最外边逐渐扩展。,需要注意的是，在 MATLAB 中只用小括号代表运算级别，中括号只用于生成向量和矩阵，花括号用于生成单元数组。,10/6/2024,6,简单的数学运算（3/5）,MATLAB 的数学运算符,需要注意的是，右除和左除的意义并不相同。右除为常规的除法，而左除的意义为：ab=b/a。,符号,功能,实例,+,加法,3+5=8,-,减法,3-5=-2,*,矩阵乘法,3*5=15,.*,乘，点乘，即数组乘法,/,右除,3/5=0.6000,./,数组右除,左除,35=1.6667,.,数组左除,乘方,35=243,.,数组乘方,矩阵共轭转置,.,矩阵转置,10/6/2024,7,简单的数学运算（4/5）,标点符号的使用,在 MATLAB 中，标点符号有着充分的意义，可以用标点符号进行运算，或者标点符号可以包含特定的意义。,标点符号,定义,标点符号,定义,分号（;）,数组行分隔符；取消运行显示,点（.）,小数点；结构体成员访问,逗号（,）,数组列分隔符；函数参数分隔符,省略号（）,续行符,冒号（:）,在数组中应用较多，如生成等差数列,引号（）,定义字符串,圆括号（()）,指定运算优先级；函数参数调用；数组索引,等号（=）,赋值语句,方括号（）,定义矩阵,感叹号（!）,调用操作系统运算,花括号（）,定义单元数组,百分号（%）,注释语句的标识,10/6/2024,8,简单的数学运算（5/5）,分号（;）,分号用于区分数组的行，或者用于一个语句的结尾处，取消运行显示。,百分号（%）,该符号用于在程序文本中添加注释，增加程序的可读性。百分号之后的文本都将视作注释，系统不对其进行编译。,10/6/2024,9,MATLAB 中的常用数学函数,MATLAB 提供了一系列的函数支持基本的数学运算，这些函数中的大多数调用格式和我们平时的书写习惯一致，方便用户记忆和书写。,10/6/2024,10,常用的操作命令和快捷键（1/3）,为方便用户操作，MATLAB 中定义了一些快捷键。掌握一些常用的操作命令和快捷键，可以使得对 MATLAB 的操作更加便利。,10/6/2024,11,常用的操作命令和快捷键（2/3）,常用的操作命令,命令,功能,命令,功能,cd,显示或改变工作目录,hold,图形保持命令,clc,清空命令窗口,load,加载指定文件中的变量,clear,清除工作区中的变量,pack,整理内存碎片,clf,清除图形窗口,path,显示搜索目录,diary,日志文件命令,quit,退出 MATLAB,dir,显示当前目录下文件,save,保存内存变量,disp,显示变量或文字的内容,type,显示文件内容,echo,命令窗口信息显示开关,10/6/2024,12,常用的操作命令和快捷键（3/3）,常用的操作快捷键,快捷键,功能,快捷键,功能,(Ctrl+p),调用上一行,Home（ctrl+a）,移动到命令行开头,(Ctrl+n),调用下一行,End（ctrl+e）,移动到命令行结尾,(Ctrl+b),光标左移一个字符,Ctrl+Home,移动到命令窗口顶部,(Ctrl+f),光标右移一个字符,Ctrl+End,移动到命令窗口底部,Ctrl+,光标左移一个单词,Shift+Home,选中光标和表达式开头之间的内容,Ctrl+,光标右移一个单词,Shift+End,选中光标和表达式结尾之间的内容,Esc,取消当前输入行,Ctrl+k,剪切光标和表达式结尾之间的内容,10/6/2024,13,MATLAB 2007b 的数据类型,整数,浮点数,复数,逻辑变量,各种数据类型之间的运算,各种数据类型之间的转换,数据类型操作函数,变量,系统预定义的特殊变量,10/6/2024,14,数据类型操作函数,其中的 type 包括 numeric、integer、float 和所有的数据类型。,函数,描述,double,创建或转化为双精度类型,single,创建或转化为单精度类型,int8,int16,int32,int64,创建或转化为相应的有符号整数类型,uint8,uint16,uint32,uint64,创建或转化为相应的无符号整数类型,isnumeric,判断是否为整数或浮点数，是则返回true（或者1）,isinteger,判断是否为整数，是则返回true（或者1）,isfloat,判断是否为浮点数，是则返回true（或者1）,isa(x,type),判断是否为 type 指定的类型，是则返回true（或者1）,cast(x,type),设置x的类型为 type,intmax(type),type 类型的最大整数值,intmin(type),type 类型的最小整数值,realmax(type),type 类型的最大浮点实数值,realmin(type),type 类型的最小浮点实数值,eps(type),type 类型eps值,eps(x),变量x的eps值,10/6/2024,15,整数,MATLAB 支持8位、16位、32位和64位的有符号和无符号整数数据类型。,上述整数数据类型除了定义范围不同外，具有相同的性质。,数据类型,描述,uint8,8位无符号整数，范围为0255（即02,8,-1）,int8,8位有符号整数，范围为-128127（即-2,7,2,7,-1）,uint16,16位无符号整数，范围为065535（即02,16,-1）,int16,16位有符号整数，范围为-3276832767（即-2,15,2,15,-1）,uint32,32位无符号整数，范围为04294967295（即02,32,-1）,int32,32位有符号整数，范围为-21474836482147483647（即-2,31,2,31,-1）,uint64,64位无符号整数，范围为018446744073709551615（即02,64,-1）,int64,64位有符号整数，范围为-92233720368547758089223372036854775807（即-2,63,2,63,-1）,10/6/2024,16,定义整数变量,定义变量：由于 MATLAB 默认的数据类型为双精度型，因此在定义整形变量时，需指定变量的数据类型。,10/6/2024,17,整数运算（1/2）,运算：类型相同的整数之间可以进行运算，返回相同类型的结果。在进行加、减和乘法运算时比较简单，在进行除法运算时稍微复杂一些，因为在多精度情况下，整数的除法不一定能得到整数的结果。在进行除法时，MATLAB 首先将两个数视为双精度类型进行运算，然后将结果转化为相应的整形数据。,MATLAB,中不允许进行不同整数类型之间的运算。,10/6/2024,18,整数运算（2/2）,由于每种整数数据类型都有相应的取值范围，因此数学运算有可能产生结果溢出。MATLAB 利用饱和处理处理此类问题，即当运算结果超出了此类数据类型的上限或下限时，系统将结果设置为该上限或下限。,例 2-10 整数运算中的数据溢出,x=int8(100);,y=int8(90);,z=x+y,z=,127,x-3*y,ans=,-27,x-y-y-y,ans=,-128,结果溢出上限，因此结果为127,3*y溢出上限，结果为127，继续计算，得到最后结果-27,计算x-y-y-y时，从左到右进行计算，结果溢出下限，因此结果为-128,10/6/2024,19,浮点数（1/2）,MATLAB 的默认数据类型是双精度类型（double）。为了节省存储空间，MATLAB 也支持单精度数据类型的数组。,单精度和双精度数据类型的取值范围和精度可以通过例 2-11 的方式进行查看,10/6/2024,20,浮点数（2/2）,例 2-11 单精度和双精度数据类型的取值范围和精度,realmin(single),ans=,1.1755e-038,realmax(single),ans=,3.4028e+038,eps(single),ans=,1.1921e-007,realmin(double),ans=,2.2251e-308,realmax(double),ans=,1.7977e+308,eps(double),ans=,2.2204e-016,创建单精度类型的变量时需要声明变量类型，与创建整型变量类似。单精度数据类型的数据进行运算时，返回值为单精度。,10/6/2024,21,复数,复数由两个部分组成：实部和虚部。基本虚数单位等于，在 MATLAB 中虚数单位由 i 或者 j 表示。,MATLAB 中可以通过两种方法创建复数，第一种方法为直接输入法，另一种创建复数的方法为通过 complex 函数。,10/6/2024,22,复数,complex 函数的调用方法如下。,c=complex(a,b)，返回结果 c 为复数，其实部为 a，虚部为 b。输入参数 a 和 b 可以为标量，或者维数、大小相同的向量、矩阵或者多维数组，输出参数和 a 和 b 的结构相同。a 和 b 可以有不同的数据类型，当 a 和 b 为各种不同的类型时，返回值分别为：,当 a 和 b 中有一个为单精度时，返回结果为单精度；,如果 a 和 b 其中一个为整数类型，则另外一个必须有相同的整数类型，或者为双精度型，返回结果 c 为相同的整数类型。,c=complex(a)，只有一个输入参数，返回结果 c 为复数，其实部为 a，虚部为 0。但是此时 c 的数据类型为复数。,10/6/2024,23,逻辑数组（1/5）,逻辑数据类型通过 1 和 0 分别表示逻辑真和逻辑假。一些 MATLAB 函数或操作符会返回逻辑真或逻辑假表示条件是否满足。如表达式(5*10)40 返回逻辑真。,在 MATLAB 中，存在逻辑数组，如下面的表达式返回逻辑数组：,30 40 50 60 70 40,ans=,0 0 1 1 1,10/6/2024,24,逻辑数组（2/5）,逻辑数组的创建,创建逻辑数组的最简单的方法为直接输入元素的值为 true 或者 false,逻辑数组也可以通过逻辑表达式生成,10/6/2024,25,逻辑数组（3/5）,MATLAB 中返回逻辑值的函数和操作符,函数,说明,true,false,将输入参数转化为逻辑