每天好心情??

每篇一句

你所做的事情,也行暫時看不到成功,但不要灰心,你并不是沒有成長,而是在扎根.

前情提要

本篇文章將會分多次發(fā)放(原因內容太長,導致寫的是否微信卡崩了??), 目的在于從基礎的Matlab的教程開始慢慢的深入. 如果大家看到該文章有些格式上的錯誤或內容上的錯誤, 歡迎評論指正.

Matlab基礎入門

在MATLAB中使用分號;

分號;表示結束語句

如果要抑制和隱藏表達式的MATLAB輸出，請在表達式后添加分號

添加注釋

百分比符號%用于指示注釋行

x = 9    % assign the value 9 to x

MATLAB還可以使用塊注釋運算符 %{和%} 編寫 一段注釋 .

常用的運算符和特殊字符

特殊變量和常數(shù)

保存工作

save命令用于在工作空間中保存所有變量，它在當前目錄中，以.mat作為擴展名的文件。

save mymat

可以隨時使用load命令重新加載文件

load mymat

變量歷史

who命令顯示使用過的所有變量名

>> who

您的變量為:
ans  x    y

whos命令更多地顯示變量

• 當前在內存中的變量
• 每個變量的類型
• 每個變量的內存分配
• 是否是復合的變量

執(zhí)行結果如下

>> whos
  Name      Size            Bytes  Class     Attributes

  ans       1x1                 8  double              
  x         1x1                 8  double              
  y         1x1                 8  double

清除命令從存儲器中刪除所有(或指定的)變量

clear x     % it will delete x, won't display anything

clear       % it will delete all variables in the workspace
            % peacefully and unobtrusively

長任務

• 長任務可以通過使用省略號 ... 擴展到另一行

initial_velocity = 0;
acceleration = 9.8;
time = 20;
final_velocity = initial_velocity ...
    + acceleration * time

等價于

initial_velocity = 0;
acceleration = 9.8;
time = 20;
final_velocity = initial_velocity + acceleration * time

格式命令

默認情況下，MATLAB顯示四位小數(shù)位數(shù)。這稱為：短格式。但是，如果要更精確，則需要使用format命令。format long命令顯示十進制后的16位數(shù)字。

>> format long
>> x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

x =
    17.231981640639408

>> format long
>> x = 7 + 10/3 + 5 ^ 1.2

x =
    17.2320

format bank命令將數(shù)字舍入到小數(shù)點后兩位

>> format bank
>> daily_wage = 177.45;
>> weekly_wage = daily_wage * 6

weekly_wage =
    1064.70

MATLAB使用指數(shù)符號顯示大數(shù)字。
format short e命令以指數(shù)形式顯示四位小數(shù)加上指數(shù)。

>> format short e
>> 4.678 * 4.9

ans =
    2.2922e+01

format long e命令允許以指數(shù)形式顯示十六位小數(shù)加上指數(shù)

>> format long e
>> x = pi
x = 
    3.141592653589793e+00

format rat命令給出計算結果最接近的合理表達式

>> format rat
>> 4.678 * 4.9

ans =
    2063/90

創(chuàng)建向量

• 向量是數(shù)字的一維數(shù)組, MATLAB允許創(chuàng)建兩種類型的向量：

  • 行向量
  • 列向量

• 行向量是通過用方括號中的元素集合來創(chuàng)建的，使用空格或逗號分隔元素

>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>  % 等價  a = [1 2 3 4 5 6 7 8 9]
a =
     1     2     3     4     5     6     7     8     9

計算相加

>> r = [7  8  9 10 11];
>> t = [2, 3, 4, 5, 6];

>> result = r + t

result =
     9    11    13    15    17

• 列向量通過用方括號中的元素集合來創(chuàng)建，使用分號;來分隔元素

>> c = [7;  8;  9;  10; 11]

c =
     7
     8
     9
    10
    11

創(chuàng)建矩陣

矩陣是數(shù)字的二維數(shù)組

在MATLAB中，通過將每行作為一系列或,分隔的元素輸入矩陣，并以;分隔一行。

創(chuàng)建一個3x3的矩陣：

>> m = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]

m =
     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

管理會話的命令

使用系統(tǒng)命令

MATLAB提供了各種有用的命令來處理系統(tǒng), 它還為其他系統(tǒng)相關活動提供各種命令

下表顯示了一些常用的系統(tǒng)相關命令

輸入和輸出命令

MATLAB提供以下輸入和輸出相關命令

fscanf和fprintf命令的行為類似于C語言中的scanf和printf函數(shù)。它們支持以下格式代碼

格式化format函數(shù)具有以下用于數(shù)字顯示的形式

向量，矩陣和數(shù)組命令

下表顯示了用于處理數(shù)組，矩陣和向量的各種命令

繪圖命令

MATLAB提供了許多用于繪制圖形的命令。下表顯示了一些常用的繪圖命令

.M文件

MATLAB允許編寫兩種程序文件

• 腳本
  • 腳本文件是以.m擴展名的程序文件
  • 在這些文件中，可以編寫一系列要一起執(zhí)行的命令
  • 腳本不接受輸入，不返回任何輸出
  • 它們對工作空間中的數(shù)據(jù)進行操作
• 函數(shù)
  • 函數(shù)文件也是擴展名為.m的程序文件。函數(shù)可以接受輸入和返回輸出
  • 內部變量是函數(shù)的局部變量

要創(chuàng)建腳本文件，需要使用文本編輯器?？梢酝ㄟ^兩種方式打開MATLAB編輯器：

• 使用命令提示符
• 使用IDE

1. 如果使用命令提示符，請在命令提示符下鍵入edit并回車，這將打開編輯器
2. 可以直接鍵入edit，然后直接輸入文件名(擴展名為.m)

edit 
%或者
edit newfile.m

上述命令將在默認的MATLAB目錄中創(chuàng)建該文件。如果要將所有程序文件存儲在特定文件夾中，則必須提供整個路徑

在命令行中也可以創(chuàng)建文件夾，如：創(chuàng)建一個名為worksplace的文件夾。在命令提示符下鍵入以下命令>>

mkdir worksplace    % create directory progs under default directory
chdir worksplace    % changing the current directory to progs
edit  worksplace.m  % creating an m file named prog1.m

如果使用IDE，請選擇新建 -> 腳本。 這也打開編輯器并創(chuàng)建一個名為Untitled的文件。在輸入代碼后命名并保存文件。

在編輯器中鍵入以下代碼 -

NoOfStudents = 6000;
TeachingStaff = 150;
NonTeachingStaff = 20;
Total = NoOfStudents + TeachingStaff ... 
        + NonTeachingStaff;
disp(Total);

創(chuàng)建并保存文件后，可以通過兩種方式運行

• 單擊編輯器窗口上的運行按鈕
• 只需在命令提示符下鍵入文件名(無擴展名)即可：>> worksplace

MATLAB數(shù)據(jù)類型

MATLAB提供15種基本數(shù)據(jù)類型。每種數(shù)據(jù)類型存儲矩陣或數(shù)組形式的數(shù)據(jù)。矩陣或數(shù)組的最小值是0到0，并且是可以到任何大小的矩陣或數(shù)組

下表顯示了MATLAB中最常用的數(shù)據(jù)類型

示例

>> str = 'Hello World!'
>> n = 2345
>> d = double(n)
>> un = uint32(789.50)
>> rn = 5678.92347
>> c = int32(rn)


str =
    'Hello World!'

n =
        2345

d =
        2345

un =
  uint32
   790

rn =
   5.6789e+03

c =
  int32
   5679

數(shù)據(jù)類型轉換

MATLAB提供了各種用于將一種數(shù)據(jù)類型轉換為另一種數(shù)據(jù)類型的函數(shù)

數(shù)據(jù)類型確定

MATLAB提供了用于識別變量數(shù)據(jù)類型的各種函數(shù)。

示例

使用以下代碼創(chuàng)建腳本文件

x = 3
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)

x = 23.54
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)

x = [1 2 3]
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)

x = 'Hello'
isinteger(x)
isfloat(x)
isvector(x)
isscalar(x)
isnumeric(x)

result is

x = 3
ans = 0
ans = 1
ans = 1
ans = 1
ans = 1

x = 23.5400
ans = 0
ans = 1
ans = 1
ans = 1
ans = 1

x =
          1          2          3
ans = 0
ans = 1
ans = 1
ans = 0

x = 'Hello'
ans = 0
ans = 0
ans = 1
ans = 0
ans = 0

MATLAB中的運算符既可用于標量數(shù)據(jù)也可用于非標量數(shù)據(jù)

MATLAB允許以下類型的基本操作

• 算術運算符
• 關系運算符
• 邏輯運算符
• 按位運算符
• 集合運算符

算術運算符

MATLAB允許兩種不同類型的算術運算

• 矩陣算術運算
• 數(shù)組算術運算

• 矩陣算術運算與線性代數(shù)中定義的相同
• 在一維和多維數(shù)組中，逐個元素執(zhí)行數(shù)組運算
• 矩陣運算符和數(shù)組運算符由句點符號.區(qū)分

然而，由于對于矩陣和陣列的加減運算是相同的，因此對于這兩種情況，運算符相同

運算符	描述說明
+	加法或一元加法運算。A + B表示相加存儲在變量A和B中的值。A和B必須具有相同的大小，除非是標量。 標量可以添加到任何大小的矩陣。
-	減法或一元減法運算。 A-B表示從A中減去B的值。A和B必須具有相同的大小，除非是標量?？梢詮娜魏未笮〉木仃囍袦p去標量。
*	矩陣乘法。 C = A * B是矩陣A和B的線性代數(shù)乘積。更準確地說，執(zhí)行公式：，對于非標量A和B，A的列數(shù)必須等于B的行數(shù)。標量可以乘以任何大小的矩陣。
.*	陣列乘法。 A .* B是數(shù)組A和B的逐個元素乘積。A和B必須具有相同的大小，除非它們之一是標量。
/	數(shù)組乘法。A .* B是數(shù)組A和B的逐個元素乘積。A和B必須具有相同的大小，除非它們之一是標量。
./	數(shù)組右除。A./B是具有元素A(i，j)/ B(i，j)的矩陣。 A和B必須具有相同的大小，除非它們之一是標量。
\	反斜杠或數(shù)組左除。如果A是一個方陣，A \ B與inv(A)* B大致相同，除了以不同的方式計算。如果A是n×n矩陣，B是具有n個分量的列向量或具有若干這樣的列的矩陣，則X = A \ B是方程AX = B的解。如果A是不規(guī)則或幾乎單數(shù)，將顯示警告消息。
.\	陣列左除。A .\ B是具有元素B(i，j)/ A(i，j)的矩陣。A和B必須具有相同的大小，除非它們之一是標量。
^	矩陣 X ^ p是X的P次冪，如果p是標量。 如果p是整數(shù)，則通過重復平方來計算冪值。 如果整數(shù)為負，則X首先倒置。 對于p的其他值，計算涉及特征值和特征向量，使得如果[V，D] = eig(X)，則X ^ p = V * D. ^ p / V。
.^	陣列冪值， A ^ B是B(i，j)到A(i，j)的冪矩陣。A和B必須具有相同的大小，除非它們之一是標量。
'	矩陣轉置。 '是A的線性代數(shù)轉置。對于復數(shù)矩陣，這是復共軛轉置。
.'	數(shù)組轉置。.'是A的數(shù)組轉置。對于復數(shù)矩陣，這不涉及共軛。

示例

以下示例顯示了算術運算符對標量數(shù)據(jù)的使用。使用以下代碼創(chuàng)建腳本文件

a = 10;
b = 20;
c = a + b
d = a - b
e = a * b
f = a / b
g = a \ b
x = 7;
y = 3;
z = x ^ y

運行文件時，會產生以下結果

c =  30
d = -10
e =  200
f =  0.50000
g =  2
z =  343

關系運算符

關系運算符也可以用于標量和非標量數(shù)據(jù)。數(shù)組的關系運算符在兩個數(shù)組之間執(zhí)行逐個元素的比較，并返回相同大小的邏輯數(shù)組，如果為真，則元素設置為邏輯1(true)，如果為假，則元素設置為邏輯0(false)。

a = 100;
b = 200;
if (a >= b)
    max = a
else
    max = b
end

result is:

max =  200

除了上述關系運算符之外，MATLAB還提供以下用于相同目的的函數(shù)

% comparing two values
a = 100;
b = 200;
if (ge(a,b))
  max = a
else
  max = b
end

% comparing two different values
a = 340;
b = 520;
if (le(a, b))
  disp(' a is either less than or equal to b')
else
  disp(' a is greater than b')
end

result is

max =  200
 a is either less than or equal to b

邏輯運算符

MATLAB提供兩種類型的邏輯運算符和函數(shù)：

• 逐元素 - 這些運算符對邏輯陣列的相應元素進行操作。
• 短路 - 這些運算符在標量和邏輯表達式上運行。

元素邏輯運算符在邏輯數(shù)組上運行逐個元素。符號＆，|和?是邏輯數(shù)組運算符AND，OR和NOT。

短路邏輯運算符允許邏輯運算短路。符號&&和||是邏輯短路運算符AND和OR

a = 5;
b = 20;
if ( a && b )
  disp('Line 1 - Condition is true');
end
if ( a || b )
  disp('Line 2 - Condition is true');
end

% lets change the value of  a and b 
a = 0;
b = 10;
if ( a && b )
  disp('Line 3 - Condition is true');
else
  disp('Line 3 - Condition is not true');
end

if (~(a && b))
  disp('Line 4 - Condition is true');
end

Line 1 - Condition is true
Line 2 - Condition is true
Line 3 - Condition is not true
Line 4 - Condition is true

位運算

按位運算符對位執(zhí)行，并執(zhí)行逐位運算。＆，|和^的真值表如下

由于我使用的是markdown的語法寫的文章,而又因為表格與|沖突,因此用或代替|.
假設A = 60和B = 13

現(xiàn)在以二進制格式，它們將如下所示：

A = 0011 1100

B = 0000 1101

-----------------

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

MATLAB提供了諸如按位與和按位或以及按位非操作，移位操作等位操作的各種功能。

下表顯示了常用的按位操作：

a = 60; % 60 = 0011 1100   
b = 13; % 13 = 0000 1101 
c = bitand(a, b)      % 12 = 0000 1100  
c = bitor(a, b)       % 61 = 0011 1101 
c = bitxor(a, b)      % 49 = 0011 0001 
c = bitshift(a, 2)    % 240 = 1111 0000 
c = bitshift(a,-2)    % 15 = 0000 1111

result is

c =  12
c =  61
c =  49
c =  240
c =  15

集合操作

MATLAB為集合操作提供了各種功能，如聯(lián)合，交集和集合成員的測試等。

下期將會進入令人激動的基本的決策語句, 并會介紹Matlab的矩陣包括它們的用法.

References

https://www.yiibai.com/matlab/matlab_syntax.html

本人借鑒以上網(wǎng)站,并對每一個案例進行測試以及改正; 并且希望通過這幾篇文章使查閱matlab資料不在如此麻煩,有一個統(tǒng)一的整理, 輕松學習matlab.

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