matlab基本使用方法.ppt

2020年3月21日 1 第2章基本使用方法 教学目标教学重点教学内容 2020年3月21日 2 教学目标 掌握利用MATLAB2007的命令窗口进行简单的数学运算了解MATLAB2007的基本数学函数掌握常用的操作命令和快捷键了解MATLAB2007的数据类型了解MATLAB2007的操作符了解MATLAB2007脚本编程 2020年3月21日 3 教学重点 掌握利用MATLAB2007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MATLAB2007的数据类型了解MATLAB2007的操作符 2020年3月21日 4 教学内容 简单的数学运算常用的操作命令和快捷键MATLAB2007b的数据类型MATLAB2007b的操作符MATLAB2007b的基本数学函数MATLAB2007b脚本编程 2020年3月21日 5 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 2020年3月21日 6 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 2020年3月21日 7 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 a b b a 2020年3月21日 8 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 2020年3月21日 9 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 2020年3月21日 10 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 2020年3月21日 11 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 2020年3月21日 12 常用的操作命令和快捷键 2 3 常用的操作命令 2020年3月21日 13 常用的操作命令和快捷键 3 3 常用的操作快捷键 2020年3月21日 14 MATLAB2007b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 2020年3月21日 15 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 2020年3月21日 16 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 2020年3月21日 17 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 2020年3月21日 18 整数运算 1 2 运算1 类型相同的整数之间可以进行运算 返回相同类型的结果 2 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 2020年3月21日 19 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 yz 127 x 3 yans 27 x y y yans 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 2020年3月21日 20 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 2020年3月21日 21 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 2020年3月21日 22 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 2020年3月21日 23 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 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 2020年3月21日 24 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 3040506070 40ans 00111 2020年3月21日 25 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 2020年3月21日 26 逻辑数组 3 5 MATLAB中返回逻辑值的函数和操作符 2020年3月21日 27 逻辑数组 4 5 逻辑数组的应用用于条件表达式如果仅当条件成立时执行某段代码 可以应用逻辑数组进行判断和控制用于数组索引在MATLAB中支持通过一个数组对另一个数组进行索 2020年3月21日 28 逻辑数组 5 5 逻辑数组的判断MATLAB中提供了一组函数用于判断数组是否为逻辑数组 2020年3月21日 29 各种数据类型之间的转换 在MATLAB中 各种数据类型之间可以互相转化 转化方式为 1 datatype variable 其中datatype为目标数据类型 variable为待转化的变量 2 cast x type 将x的类型转化为 type 指定的类型 转化时 如果由高精确度数据类型转化为低精确度数据类型 则对数据进行四舍五入 如果由定义范围大的数据类型转化为定义范围小的数据类型 则返回目标数据类型的上限或下限 2020年3月21日 30 变量 MATLAB的变量命名规则与其他计算机语言类似 这一节介绍MATLAB的命名规则 首先 变量名必须是一个单一的词 不能包含空格 另外其命名必须符合下列规则 1 变量名区分大小写 如pi和Pi是两个不同的变量 在命令窗口中输入如下的命令 查看其结果 2 变量名长度不超过63个字符 超过的部分将会被忽略 3 变量名必须以字母开始 其后可以为字母 数字或者下划线 MATLAB中的变量名不支持其他符号 因为其他符号在MATLAB中具有特殊的意义 2020年3月21日 31 MATLAB2007b的操作符 关系运算符MATLAB的关系运算符能用来比较两个相同大小的数组 或用来比较一个数组和一个标量 MATLAB的关系运算符包括所有常用的比较运算符 如表所示 2020年3月21日 32 逻辑运算符 逻辑运算符主要包括 与 或 和 非 使用逻辑运算符可以将多个表达式组合在一起 或者对关系表达式取反 MATLAB中的逻辑运算符如表所示 2020年3月21日 33 运算符优先级 MATLAB在执行含有关系运算和逻辑运算的数学运算时 同样遵循一套优先级原则 MATLAB首先执行具有较高优先级的运算 然后执行具有较低优先级的运算 如果两个运算的优先级相同 则按从左到右的顺序执行 MALTAB中各运算符的优先级顺序如表所示 表中按照优先级从高到低的顺序排列各运算符 2020年3月21日 34 MATLAB2007b的基本数学函数 位操作函数逻辑运算函数集合函数时间与日期函数 2020年3月21日 35 MATLAB2007b脚本编程 对于一些简单的问题 当需要的命令数很少时 用户可以直接在MATLAB的命令窗口中输入命令 但是 对于多数问题 所需的命令较多 或者需要逻辑运算 进行流程控制 此时采用直接输入命令的方法则会引起不便 针对这些问题 一个合理的解决方法是使用脚本文件 脚本文件不接受输入参数 不返回任何值 而是代码的结合 该方法允许用户将一系列MATLAB命令输入到一个简单的脚本文件中 只要在MATLAB命令窗口中执行该文件 则会依次执行该文件中的命令 在使用脚本文件时需要注意一点 当当前工作区中存在与该脚本同名的变量时 则当输入该文件名时 系统将其作为变量名执行 2020年3月21日 36 块注释 在MATLAB7 5以前的版本中 注释是逐行进行的 采用百分号 进行标记 逐行注释不利于用户增加和修改注释内容 在MATLAB7 5及以后的版本中 用户可以使用 和 符号进行块注释 和 分别代表注释块的起始和结束