MATLAB基本语法

发布 2021-05-11 09:12:28 阅读 3427

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保留的常数

eps—机器的浮点运算误差限。pc机上eps的默认值为2.2204*10^-16,若某个量的绝对值小于eps,则可以认为这个量为0。

i和j—若i或j量不被改写,则它们表示纯虚数量j。但在matlab程序编写过程中经常事先改写这两个变量的值,如在循环过程中常用这两个变量来表示循环变量,所以应该确认使用这两个变量时没被改写。如果想恢复该变量,则可以用语句i=sqrt(-1)设置,即对-1求平方根。

inf—无穷大量+∞的matlab表示,也可以写成inf。同样地,-∞可以表示为-inf。在matlab程序执行时,即使遇到了以0为除数的运算,也不会终止程序的运行,而只给出一个“除0”警告,并将结果赋成inf,这样的定义方式符合ieee的标准。

从数值运算编程角度看,这样的实现形式明显优于c这样的非专业语言。

nan—不定式(not a number),通常由0/0运算、inf/inf及其他可能的运算得出。nan是一个很奇特的量,如nan与inf的乘积仍为nan。

pi—圆周率π的双精度浮点表示。

lasterr—存放最新一次的错误信息。此变量为字符串型,如果在本次执行过程中没出现这错误,则此变量为空字符串。

lastwarn—存放最新的警告信息。若未出现过警告,则此变量为空字符串。

保留的变量

ans—存放最近一次无赋值变量语句的运算结果。

end—最后一行(列)

nargin—函数输入变量的实际个数

nargout—函数返回变量的实际个数

保留字 —后接注释

数据结构 一、 数值型结构

matlab语言中最常用的数值量为双精度浮点数,占8个字节(ps:与j**a的double型相同)(64位),遵从ieee记数法,有11个指数位、53位尾数及一个符号位,值域的近似范围为-1.7*10^308至1.

7*10^308,其matlab表示为double()。考虑到一些特殊的应用,matlab语言还引入了无符号的8位整形数据类型,其matlab表示为uint8(),其值域为0至255。此外,在matlab中还可以使用其他的数据类型,如int8(),int16(),int32(),uint16(),uint32()等,每一个类型后面的数字表示其位数。

二、 符号型结构

matlab还定义了“符号”型变量,以区别于常规的数值型变量,可以用于公式推导和数学问题的解析解法。申明语句为syms var_list var_props 。穑与型数值可以通过变精度算法函数vpa()以任意指定的精度显示出来。

三、 其他数据结构

1.字符串型数据 matlab支持字符串变量,可以用它来存储相关的信息。和c语言等程序设计语言不同,matlab字符串是用单引号括起来的,而不是用双引号。

2.多维数组三维数组是一般矩阵的直接拓展。在直接编程中还可以使用维数更高的数组。

3.单元数据单元数组是矩阵的直接扩展,其存储格式类似于普通的矩阵,而矩阵的每个元素不是数值,可以认为能存储任意类型的信息,这样每个元素称为“单元”(cell)。

4.类与对象 matlab允许用户自己编写包含各种复杂详细的变量,亦即类变量。该变量可以包含各种下级的信息,还可以重新对类定义其计算,这在控制系统描述中特别有用。

基本语句结构

一、 直接赋值语句

赋值变量=赋值表达式

这一过程把等号右边的表达式直接赋给左边的赋值变量,并返回到matlab的工作空间。如果赋值表达式后面没有分号,则将在matlab命令窗口中表示表达式的运算结果。

二、 函数调用语句

返回变量列表]=函数名(输入变量列表)

三、 冒号表达式

v=s1:s2:s3

该函数将生成一个行向量v,其中s1为向量的起始值,s2为步距,该向量将从s1出发,每隔步距s2取一个点,直至不超过s3的最大值就可以构成一个向量。若省略s2,则步距取默认值1。(ps:

“不超过”取决s2,若s2>0则为<=s3,否则为》=s3)

四、 子矩阵提取表达式

b=a(v1,v2)

v1向量表示子矩阵要包含的行号构成的向量,v2表示要包含的列号构成的向量,这样从a矩阵中提取有关的行和列,就可以构成子矩阵b了。若v1为:,则表示要提取所有的行,v2亦然。

矩阵的代数运算

一、 矩阵转置

matlab中用a’可以求出a矩阵的hermit转置(共轭转置),矩阵的转置则可以由a.’求出。

二、 加减法运算

假设在matlab工作环境下有两个矩阵a和b,则可以由c=a+b和c=a-b命令执行矩阵加减法。若a和b矩阵的维数相同,它会自动地将a和b矩阵的相应元素相加减,并赋给c变量。若二者之一为标量,则将其遍加(减)于另一个矩阵。

其它情况下,matlab将报错。

三、 矩阵乘法

matlab语言中两个矩阵的乘法由c=a*b直接求出,且这里并不需要指定a和b矩阵的维数。若a和b矩阵的维数不相容(a列数不等于b行数),则将报错。

四、 矩阵的左除

matlab中用“\”运算符号表示两个矩阵的左除,a\b为方程ax=b的解x。若a为非奇异方阵,则x=a-1b。

五、 矩阵的右除

matlab中定义了“/”符号,用于右除,相当于求方程xa=b的解。

b/a=(a’\b’)’

六、 矩阵翻转

matlab提供了一些矩阵翻转处理命令。

七、 矩阵乘方运算

在matlab中统一表示成f=a^x。

八、 点运算

两个矩阵之间的点运算是它们对应元素的直接运算,例如。*,等。

矩阵的逻辑运算

在matlab语言中,如果一个数的值为0,则可以认为它为逻辑0,否则为逻辑1。(ps:包括负数和复数)。

一、 矩阵的与运算

在matlab下用&号表示矩阵的与运算

二、 矩阵的或运算

在matlab下用|号表示矩阵的或运算

三、 矩阵的非运算

在matlab下用~号表示矩阵的非运算

四、 矩阵的异或运算

在matlab下矩阵a和b的异或运算可以表示成xor(a,b)。

矩阵的比较运算

循环结构 一、 for语句的一般结构

for i=v,循环结构体,end

在for循环结构中,v为一个向量,循环变量i每次从v向量中取一个数值,执行一次循环体的内容,如此下去,直至执行完v向量中所有的分量。

二-while循环的基本结构

while (条件式),循环结构体,end

while循环中的“条件式”是一个逻辑表达式,若其值为真(非零)则将自动执行循环体的结构,执行完后再判定“条件式”的真伪,为真则仍然执行结构体,否则将退出循环结构。

转移结构 其一般结构为

if (条件1) %如果条件1满足,则执行下面的段落1

语句组1 %这里也可以嵌套下级的if结构

elseif (条件2) %否则如果满足条件2,则执行下面的段落2

语句组2 %可以按照这样的结构设置多种转移条件

else %上面的条件均不满足时,执行下面的段落

语句组n+1

end 开关结构

其基本结构为

switch 开关表达式

case 表达式1

语句段1 case 语句段2

otherwise

语句段n end

试探结构 结构如下

try, 语句段1,

catch, 语句段2,

end 此结构类似c++中的异常处理机制

函数结构 一、 matlab的m-函数是由function语句引导的,其基本结构如下:

function [返回变量列表]=函数名(输入变量列表)

注释说明语句段,由%引导

输入、返回变量格式的检测

函数体语句

说明: 1.这里输入和返回变量的实际个数分别由nargin和nargout给出。

2.返回变量如果多于1个,则应用方括号将它们括起来,否则可省去方括号。输入变量之间用逗号分隔,返回变量用逗号或空格分隔。

3.函数可递归调用

二、可变输入输出个数的处理

所有的输入变量列表由单元变量varargin表示。

三 、inline函数与匿名函数

1. 有时为了描述某个数学函数的方便,可以用inline()函数来直接编写该函数,形式相当于m-函数,但无编写一个真正的matlab文件,就可以描述出某种数学关系。其调用格式为fun=inline(‘函数内容’,自变量列表)

2. 匿名函数是matlab 7.0版提出的一种全新的函数描述形式,其基本格式为f=@(变量列表)函数内容,例如,f=@(x,y)sin(x.^2+y.

^2)。更重要的,该函数允许直接使用matlab工作空间中的变量。

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