Matlab变量及数据类型.ppt

数学实验 Matlab数据类型 Matlab的变量及其赋值 1变量及其赋值 变量是任何程序设计语言的基本元素之一 Matlab并不要求对所使用的变量进行事先声明 也不需要指定变量类型 Matlab会自动根据所赋予变量的值或对变量所进行的操作来确定变量的类型 在赋值过程中 如果变量已经存在 Matlab会用新值代替旧值 并以新的变量类型代替旧的变量类型 1 1变量命名规则 变量名的第一个字母必须是英文字母 最多可包含31个字符 英文 数字和下划线 如 myvar201合法 变量名中不得含空格 标点 但可以有下连符号 如 变量名my var 201合法的 且读起来更方便 而my var201不合法 变量名是对字母大小写敏感的 如 变量myvar和MyVar是不同变量 sin是MATLAB定义的正弦名 但SIN Sin等都不是 1 2矩阵及其元素的赋值 赋值就是把数赋予代表常量或变量的标识符 在MATLAB中 变量都代表矩阵 列矢量可被当作只有一列的矩阵 行矢量也可被当作只有一个行的矩阵 标量应看作1 1阶的矩阵 赋值语句的一般形式为 变量 表达式 或数 1 赋值要求在输入矩阵时 应遵循以下规则 整个矩阵的值应放在方括号 中 同一行中各元素之间以逗号 或空格 分开 不同行的元素以分号 隔开 向量与矩阵的生成 向量的生成 直接输入 a 1 2 3 4 冒号运算符 注 冒号表达式可以产生一个行向量 一般格式是 e1 e2 e3其中e1为初始值 e2为步长 e3为终止值 向量与矩阵的生成 续 矩阵的生成 直接输入 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 由向量生成 由函数生成 例 x 1 2 3 y 2 3 4 A x y B x y 例 C magic 3 在MATLAB中 变量的元素 即矩阵元 用圆括号 中的数字 也称为下标 来注明 一维矩阵 也称数组 中的元素用一个下标表示 二维矩阵由两个下标数构成 以逗号分开 3 赋值技巧 1 利用冒号 给全行的元素赋值 2 利用行 列标注构成新的矩阵 4 特殊矩阵和数组 1 单位矩阵函数eye 函数功能 产生对主角线元素为1 其它元素为0的单位矩阵 eye 的调用格式如下 A eye n 返回一个n n阶单位矩阵 A eye m n 返回一个m n阶单位矩阵 或A eye m n 2 变量的元素的标注 2 zeros函数 ones函数 rand以及randn函数 A zeros n 返回一个n n阶零矩阵 A zeros m n 返回一个m n阶零矩阵 3 linspace函数和logspace函数linspace 线性向量生成函数 产生指定长度的等差数列 调用格式及其功能如下 y linspace a b 生成一个首尾分别为a和b的100个数 包含a b 的行向量 y linspace a b n 生成一个首尾分别为a和b的n个数 包含a b 的行向量 3 linspace函数和logspace函数logspace 对数等差数列生成函数 产生指定长度的对数等距数列 调用格式及其功能如下 y logspace a b 在 10a 10b 区间生成50个差值相等的数 并返回50个数以10为底的幂组成的行向量 y logspace a b n 在 10a 10b 区间生成n个差值相等的数 并返回n个数以10为底的幂组成的行向量 y logspace a pi 在 10a pi 区间生成50个差值相等的数 并返回50个数以10为底的幂组成的行向量 常用于数字信号处理 例 调用linspace函数 生成一个首尾分别为0和100 包含100个数的等差数列 linspace 0 100 5 MATLAB内部特殊变量和常数 变量ans 临时变量 通常指示当前的答案 常数eps 表示浮点相对精度 其值是从1 0到下一个最大浮点数之间的差值 变量值作为一些MATLAB函数计算的相对浮点精度 按IEEE标准 esp 2 52近似为2 2204e 016 常数realmax 表示最大正浮点数 任何大于该值的运算都溢出 在具有IEEE标准浮点格式的机器上 realmax略小于21024 近似为1 7977e 308 常数realmin 表示最小正浮点数 任何小于该值的运算都溢出 在具有IEEE标准浮点格式的机器上 realmin略小于2 1024 近似为2 2251e 308 常数pi 表示圆周率 3 1415926535897 表达式4 atan 1 和imag log 1 产生相同的值 常数Inf 代表正无穷大 一般被0除或溢出则产生无穷大结果 如2 0 2 10000均产生结果 Inf 而log 0 产生结果 Inf 虚数单位i j 表示复数虚部单位 相当于 NaN 表示非数值 如当Inf Inf Inf Inf 0 Inf 0 0均产生该结果 数值类型包括有符号整数类型 无符号整数类型 单精度浮点类型和双精度浮点类型 如图所示 6 复数的赋值方式MATLAB的每一个元素都可以是复数 实数是复数的特例 复数的虚数部分用i或j表示 对复数矩阵有两种赋值方法 1 可将矩阵元逐个赋予复数 2 将矩阵的实部和虚部分别赋值 7 变量检查在程序调试或变量的赋值过程 往往需要检查工作空间中的变量 变量的阶数以及变量赋值内容 在检查变量及其阶数等内容时 既可用工作空间窗口 也可在命令窗口使用who或whos命令来完成检查 当查看某变量的赋值情况 可在命令窗口直接键入该变量名回车即可 WHOliststhevariablesinthecurrentworkspace whoYourvariablesare AansbWHOSlistsmoreinformationabouteachvariable 2运算符与复数运算 算术运算符 进行数值计算 关系运算符 比较两个操作数的大小 逻辑运算符 进行逻辑运算 2 1算术运算符 1 矩阵加减法 A B功能 两矩阵对应元素相加减 因此 A和B两矩阵必须有相同的大小 或其中之一为标量 标量可以与任意大小的矩阵相加 2 矩阵相乘 A B功能 C A B为两矩阵线性代数的乘积 即 3 矩阵元素按位相乘 A B功能 矩阵A和B的对应元素相乘 因此 A和B必须大小相同 或其中之一为标量 4 矩阵右除 B A 与左除 A B 如果A为一非奇异矩阵 则B A与A B可通过A的逆矩阵与B矩阵得到 B A B inv A A B inv A B 8 矩阵转置 A 表示矩阵A的线性代数转置 对于复矩阵 表示复共轭转置 9 非共轭转置 A 表示非共轭转置 对于复矩阵 不包括共轭 10 冒号操作符 冒号是一个非常有用的操作符 可以产生向量 数组下标以及for循环 2 2关系操作符 关系运算是指两个元素之间数值的比较 MATLAB所提供的关系操作符如表所示 比较大小 如果结论是真 返回1 否则返回0 注意 与 的区别 关系操作符能用来比较两个同样大小的数组 或用来比较一个数组和一个标量 在后一种情况 标量和数组中的每一个元素相比较 比较结果与数组大小一样 例 关系运算举例 2 2 4 2 3 A 135 206 B 310 246 A B x 50 42 x 4 2 3逻辑操作符 通常逻辑变量只能取0 假 和1 真 两个值 逻辑量的基本运算除 与 或 和 非 外 有时也包括 异或 xor 不过 异或 可以用3种基本运算组合而成 两个逻辑量经过这4种逻辑运算后的输出仍然是逻辑量 逻辑运算表 运算优先级 高 低