MATLAB程序设计电子教案第3章.ppt

第3章MATLAB程序设计 1 MATLAB7 X程序设计 2 40 主要内容 关系运算和逻辑运算规则 常用的逻辑函数 函数文件的定义和调用 数据文件的读写 MATLAB7 X程序设计 3 40 3 1关系运算 3 1 1概述关系运算表达式的计算结果是一个由0和1组成的逻辑数组 logicalarray 在数组中用1表示真 0表示假 MATLAB7 X程序设计 4 40 3 1 2关系运算符 6种关系运算符 大于 大于或等于 等于 不等于 MATLAB7 X程序设计 5 40 3 1 3关系运算规则 关系运算符的运算法则为 1当两个比较量是标量时 直接比较两数的大小 若关系成立 关系表达式结果为1 否则为0 2当参与比较的量是两个同型的矩阵时 比较是对两矩阵相同位置的元素按标量关系运算规则逐个进行 并给出元素比较结果 最终的关系运算的结果是一个与原矩阵同型的矩阵 它的元素由0或1组成 MATLAB7 X程序设计 6 40 3当参与比较的一个是标量 而另一个是矩阵时 则把标量与矩阵的每一个元素按标量关系运算规则逐个比较 并给出元素比较结果 最终的关系运算的结果是一个与原矩阵同型的矩阵 它的元素由0或1组成 4对于复数 仅对参加比较变量的实部进行比较 和 则同时对实部和虚部进行比较 MATLAB7 X程序设计 7 40 例3 1分析语句a 2 2 4的执行结果 例3 2分析语句a fate b cake result a b的执行结果 MATLAB7 X程序设计 8 40 例3 3已知a 1234 b1 3 b2 0 12 12 94 1 分析a与b1 b2的六种关系运算的结果 MATLAB7 X程序设计 9 40 3 1 4关系运算的应用 1find函数函数find函数的格式为 indices find X 功能 返回数组X的非零元素的序号 如无非零元素 返回空数组 i j find X 功能 返回数组X的非零元素的行号和列号 此格式很适合稀疏数组 i j v find X 功能 返回数组X的非零元素的行号 列号以及列向量 MATLAB7 X程序设计 10 40 例3 4已知A 4 65 54 0 6 56 0 67 45 0 分析下列语句的功能 find A 4 找出大于4的元素的序号 ij find A 1 找出一个不为零的元素的行号 列号 ij find A 1 first 找出第一个不为零的元素的行号 列号 ij find A 1 last 找出最后一个不为零的元素的行号 列号 MATLAB7 X程序设计 11 40 2提取子数组 建立逻辑数组的函数logical的格式 logical x 功能 转换数组x为逻辑数组 MATLAB7 X程序设计 12 40 例3 5演示用逻辑数组来提取子数组的方法 a 12 34 56 l1 logical 101 给出逻辑向量l1l2 logical 110 给出逻辑向量l2a l1 l2 提取a的部分元素 即1 3行且1 2列的元素 MATLAB7 X程序设计 13 40 例3 6建立任意的3 3的矩阵 并求出能被3整除的元素 A 103 29 1 3 90 生成3 3的矩阵AP rem A 3 0 判断A的元素是否可以被3整除A P 求出被3整除的元素如果求上述矩阵中能被5整除的元素呢 P rem A 5 0 MATLAB7 X程序设计 14 40 例3 7求三阶魔方矩阵中绝对值大于7的元素 a magic 3 方法1x abs a 7 y abs b 7 判断a b元素是否绝对值大于7a x b y 求出绝对值大于7的元素方法2 应用find函数a magic 3 b magic 4 x find abs a 7 y find abs b 7 MATLAB7 X程序设计 15 40 3 2逻辑运算 3 2 1逻辑运算符和运算法则 5种逻辑运算符 与 或 非 先决与 先决或 MATLAB7 X程序设计 16 40 逻辑运算的运算法则为 1 在逻辑运算中 确认非零元素为真 用1表示 零元素为假 用0表示 2 设参与逻辑运算的是两个标量a和b 那么 a ba b全为非零时 运算结果为1 否则为0 a ba b中只要有一个非零 运算结果为1 a当a是零时 运算结果为1 当a非零时 运算结果为0 MATLAB7 X程序设计 17 40 先决与 当该逻辑运算符的左边为1 真 时 才继续执行该符号右边的运算 先决或 当逻辑运算符的左边为1 真 时 就不需要继续执行该符号右边的运算 而立即得出该逻辑运算结果为1 真 否则 就要继续执行该符号右边的运算 注意 先决与 和 先决或 对标量计算无意义 MATLAB7 X程序设计 18 40 3 若参与逻辑运算的是两个同型矩阵 那么运算将对矩阵相同位置上的元素按标量规则逐个进行 最终运算结果是一个与原矩阵同型的矩阵 其元素由1或0组成 4 若参与逻辑运算的一个是标量 一个是矩阵 那么运算将在标量与矩阵中的每个元素之间按标量规则逐个进行 最终运算结果是一个与矩阵同型的矩阵 其元素由1或0组成 5 逻辑非是单目运算符 也服从矩阵运算规则 MATLAB7 X程序设计 19 40 例3 8求三阶和四阶的魔方矩阵中绝对值大于7 小于10的元素及元素的数目 方法1a magic 3 b magic 4 生成三阶和四阶的魔方矩阵x abs a 7 判断a b元素是否绝对值大于7 小于10a x b y 求出绝对值大于7 小于10的元素length a x length b y 求出绝对值大于7 小于10的元素的数目 MATLAB7 X程序设计 20 40 x find abs a 7 abs a 7 abs b 10 length x length y a x b y 方法2应用find函数 MATLAB7 X程序设计 21 40 3 2 2逻辑函数 1关系逻辑函数1 anyany x 如果向量x中的有一个元素为非零值 那么返回1 否则 返回0 any A 对矩阵A进行列运算 根据相应列是否所有元素都为非零值 返回一个元素为1和0的行向量 2 allall x 如果向量x中所有的元素都是非零值 那么返回1 否则 返回0 all A 对矩阵A进行列操作 根据相应列是否包含非零元素 返回元素为1和0的一个行向量 MATLAB7 X程序设计 22 40 2特殊数据判断函数 常用的特殊数据判断函数 isinf A 返回一个与A同型的数组 该数组元素的值根据A的相应位置元素的值为无穷大inf时设置为1 否则为0 isnan A 返回一个与A同型的数组 该数组元素的值根据A的相应位置元素的值为NaN时设置为1 否则为0 isfinite A 返回一个与A同型的数组 该数组元素的值根据A的相应位置元素的值为有限值时设置为1 否则为0 MATLAB7 X程序设计 23 40 当a piNaNInf Inf 时 分析下列语句的执行结果 isinf a isnan a isfinite a MATLAB7 X程序设计 24 40 例3 10当A 6 NaN Inf 5 Inf pi eps 0 时 分析下列语句的执行结果 all A all all A any A any any A isnan A isinf A isfinite A MATLAB7 X程序设计 25 40 3数组类型函数 常用的数据类型函数如下 islogical X 如果X是逻辑数组 则返回1 否则 返回0issparse S 如果S是稀疏数组 则返回1 否则 返回0isreal A 如果A是一个不带虚部的实矩阵 则返回1 否则 返回零 isempty A 如果A是一个空数组 则返回1 否则返回0 MATLAB7 X程序设计 26 40 isequal A B 如果A和B是同型的 并且数组的元素也相同 则返回1 否则返回0 isscalar S 如果S是1x1的矩阵 标量 则返回1 否则返回0 isvector V 如果V是1xn的矩阵 行向量 或nx1的矩阵 列向量 则返回1 否则返回0 isnumeric A 如果A是数值数组 则返回1 否则返回0 isinteger A 如果A是整数型数值数组 则返回1 否则返回0 MATLAB7 X程序设计 27 40 isfloat A 如果A是浮点型数值数组 则返回1 否则返回0 ischar s 判断s是否为字符串 返回1表示为字符串 否则 返回0 isletter s1 在逐个字符的基础上比较字符的类别是否为字母 返回1表示为字母 iscell C 判断C是否为元胞数组 如果是 返回1 否则返回0 isstruct S 如果S是构架数组 返回1 否则 返回0 MATLAB7 X程序设计 28 40 例3 10分析数据类型函数构成语句的执行结果 a eye 4 islogical a b logical a islogical b b speye 4 issparse b a ones 4 isreal a isfloat single pi isfloat double pi isfloat int8 3 s string ischar s MATLAB7 X程序设计 29 40 3 2 3运算符优先级 MATLAB中各种运算符的优先级如下 矩阵转置 矩阵幂 和 数组转置 数组幂 逻辑非 乘 左除 右除 和 点乘 点左除 点右除 加减 冒号 逻辑与 逻辑或 先决与 先决或 MATLAB7 X程序设计 30 40 3 3M文件 3 3 1M文件概述用MATLAB语言编写的程序 称为M文件 M文件可以根据调用方式的不同分为两类 命令文件和函数文件 两种工作方式 交互式的命令行工作方式和M文件的程序工作方式 MATLAB7 X程序设计 31 40 3 3 2M文件的建立 1建立新的M文件为建立新的M文件 启动MATLAB文本编辑器有3种方法 1 菜单操作 2 命令操作 3 命令按钮操作 MATLAB7 X程序设计 32 40 3 4分支语句 3 4 1if结构 格式1 if条件语句组end MATLAB7 X程序设计 33 40 格式2 if条件语句组1else语句组2end MATLAB7 X程序设计 34 40 格式3 if条件1语句组1elseif条件2语句组2 elseif条件m语句组melse语句组m 1end MATLAB7 X程序设计 35 40 例3 12计算分段函数的值 MATLAB7 X程序设计 36 40 3 4 2switch case结构 一般switch case语句格式为 switch表达式case值1语句组1case值2语句组2 case值m语句组motherwise语句组m 1end MATLAB7 X程序设计 37 40 例3 13求分段函数的值 MATLAB7 X程序设计 38 40 例3 14通过键盘输入百分制成绩 输出成绩的等级 程序中90 100分为字符A表示 80 89分为字符B表示 70 79分为字符C表示 60 69分为字符D表示 60分以下为字符E表示 MATLAB7 X程序设计 39 40 3 4 3try catch结构 try catch结构格式为 try 语句组1catch 语句组2end MATLAB7 X程序设计 40 40 例3 15对n阶魔方阵的行进行引用 当 行下标 超出魔方阵的最大行数时 改为对最后一行的引用 并显示 出错 警告