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一.简介
本篇参考官方入门文档编写 前提准备: MATLAB 二. 快速入门(一) 1. 桌面基础知识启动 MATLAB® 时,桌面会以默认布局显示。 桌面包括下列面板: 当前文件夹 - 访问您的文件。命令行窗口 - 在命令行中输入命令(由提示符 (>>) 表示)。工作区 - 浏览您创建或从文件导入的数据。使用 MATLAB 时,可发出创建变量和调用函数的命令。例如,通过在命令行中键入以下语句来创建名为 a 的变量: a = 1MATLAB 将变量 a 添加到工作区,并在命令行窗口中显示结果。 a = 1 创建更多变量。 b = 2b=2 c = a + bc = 3 d = cos(a)d = 0.5403 如果未指定输出变量,MATLAB 将使用变量 ans(answer 的缩略形式)来存储计算结果。 sin(a)ans =0.8415 如果语句以分号结束,MATLAB 会执行计算,但不在命令行窗口中显示输出。 e = a*b;按向上 (↑) 和向下箭头键 (↓) 可以重新调用以前的命令。在空白命令行中或在键入命令的前几个字符之后按箭头键。例如,要重新调用命令 b = 2,请键入 b,然后按向上箭头键。 2. 矩阵和数组MATLAB 是“matrix laboratory”的缩写形式。MATLAB® 主要用于处理整个的矩阵和数组,而其他编程语言大多逐个处理数值。 所有 MATLAB 变量都是多维数组,与数据类型无关。矩阵是指通常用来进行线性代数运算的二维数组。 数组创建[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Bqb7fvFg-1658823877101)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211104519.png)] 要创建每行包含四个元素的数组,请使用逗号 (,) 或空格分隔各元素。 a = [1 2 3 4] a = 1×4 1 2 3 4`这种数组为行向量。 要创建包含多行的矩阵,请使用分号分隔各行。 a = [1 3 5; 2 4 6; 7 8 10] a = 3×3 1 3 5 2 4 6 7 8 10创建矩阵的另一种方法是使用 ones、zeros 或 rand 等函数。例如,创建一个由零组成的 5×1 列向量。 z = zeros(5,1) z = 5×1 0 0 0 0 0 矩阵和数组运算[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VgPoZO7d-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211106645.png)] [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lOgdyNcX-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107646.png)] [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-ayppKVho-1658823877102)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107559.png)] MATLAB 允许您使用单一的算术运算符或函数来处理矩阵中的所有值。 a + 10 ans = 3×3 11 13 15 12 14 16 17 18 20 sin(a) ans = 3×3 0.8415 0.1411 -0.9589 0.9093 -0.7568 -0.2794 0.6570 0.9894 -0.5440要转置矩阵,请使用单引号 ('): a' ans = 3×3 1 2 7 3 4 8 5 6 10您可以使用 * 运算符执行标准矩阵乘法,这将计算行与列之间的内积。例如,确认矩阵乘以其逆矩阵可返回单位矩阵: p = a*inv(a) p = 3×3 1.0000 0 0 0 1.0000 0 0 -0.0000 1.0000请注意,p 不是整数值矩阵。MATLAB 将数字存储为浮点值,算术运算可以区分实际值与其浮点表示之间的细微差别。使用 format 命令可以显示更多小数位数: format long p = a*inv(a) p = 3×3 1.0000 0 0 0 1.0000 0 0 -0.0000 1.0000使用以下命令将显示内容重置为更短格式 format shortformat 仅影响数字显示,而不影响 MATLAB 对数字的计算或保存方式。 要执行元素级乘法(而非矩阵乘法),请使用 .* 运算符: p = a.*a p = 3×3 1 9 25 4 16 36 49 64 100乘法、除法和幂的矩阵运算符分别具有执行元素级运算的对应数组运算符。例如,计算 a 的各个元素的三次方: a.^3 ans = 3×3 1 27 125 8 64 216 343 512 1000 串联[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cObWvzMm-1658823877103)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211107242.png)] 串联是连接数组以便形成更大数组的过程。实际上,第一个数组是通过将其各个元素串联起来而构成的。成对的方括号 [] 即为串联运算符。 A = [a,a] A = 3×6 1 3 5 1 3 5 2 4 6 2 4 6 7 8 10 7 8 10使用逗号将彼此相邻的数组串联起来称为水平串联。每个数组必须具有相同的行数。同样,如果各数组具有相同的列数,则可以使用分号垂直串联。 A = [a; a] A = 6×3 1 3 5 2 4 6 7 8 10 1 3 5 2 4 6 7 8 10 复数复数包含实部和虚部,虚数单位是 -1 的平方根。 sqrt(-1) ans = 0.0000 + 1.0000i要表示复数的虚部,请使用 i 或 j。 c = [3+4i, 4+3j; -i, 10j] c = 2×2 complex 3.0000 + 4.0000i 4.0000 + 3.0000i 0.0000 - 1.0000i 0.0000 +10.0000i 3. 数组索引[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BDns56MX-1658823877104)(https://gcore.jsdelivr.net/gh/magic-H728/Store@master/blog-img/202207211118513.png)] MATLAB® 中的每个变量都是一个可包含许多数字的数组。如果要访问数组的选定元素,请使用索引。 例如,假设有 4×4 矩阵 A: A = [1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16] A = 4×4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16引用数组中的特定元素有两种方法。最常见的方法是指定行和列下标,例如 A(4,2) ans = 14另一种方法不太常用,但有时非常有用,即使用单一下标按顺序向下遍历每一列: A(8) ans = 14使用单一下标引用数组中特定元素的方法称为线性索引。 如果尝试在赋值语句右侧引用数组外部元素,MATLAB 会引发错误。 test = A(4,5) Index in position 2 exceeds array bounds (must not exceed 4).不过,您可以在赋值语句左侧指定当前维外部的元素。数组大小会增大以便容纳新元素。 A(4,5) = 17 A = 4×5 1 2 3 4 0 5 6 7 8 0 9 10 11 12 0 13 14 15 16 17要引用多个数组元素,请使用冒号运算符,这使您可以指定一个格式为 start:end 的范围。例如,列出 A 前三行及第二列中的元素: A(1:3,2) ans = 3×1 2 6 10单独的冒号(没有起始值或结束值)指定该维中的所有元素。例如,选择 A 第三行中的所有列: A(3,:) ans = 1×5 9 10 11 12 0此外,冒号运算符还允许您使用较通用的格式 start:step:end 创建等间距向量值。 B = 0:10:100 B = 1×11 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100如果省略中间的步骤(如 start:end 中),MATLAB 会使用默认步长值 1。 4. 工作区变量工作区包含在 MATLAB® 中创建或从数据文件或其他程序导入的变量。例如,下列语句在工作区中创建变量 A 和 B。 A = magic(4); B = rand(3,5,2);使用 whos 可以查看工作区的内容。 whos Name Size Bytes Class Attributes A 4x4 128 double B 3x5x2 240 double此外,桌面上的“工作区”窗格也会显示变量。 退出 MATLAB 后,工作区变量不会保留。使用 save 命令保存数据以供将来使用, save myfile.mat通过保存,系统会使用 .mat 扩展名将工作区保存在当前工作文件夹中一个名为 MAT 文件的压缩文件中。 要清除工作区中的所有变量,请使用 clear 命令。 使用 load 将 MAT 文件中的数据还原到工作区。 load myfile.mat |
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