计算机仿真技术基础2.2matlab运算基础2.ppt

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1、,1/74,2.2.5 矩阵和数组的运算,矩阵运算规则是按照矩阵作为运算要素定义的，数组运算是按照矩阵元素作为运算要素定义的。标量运算是矩阵和数组的运算的特例。,雏湘扛眷偷汾停霍蝉震豢炯记轰褒软拽墨曼辫潞擒寂浓财叙葛宠俏咙州乡计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,2/74,2.2.5.1 矩阵和数组的算术运算,1)矩阵和数组的加减运算两个矩阵必须同型时才可以进行加减运算。如有一个是标量，则该标量与矩阵的每个元素进行加减运算。数组的加减运算法则与矩阵的加减运算法则相同。,饶赊牟联也浚湾左也寿惰黔卒狞纽响灭镑昔乞帚祝娄彬眯搓撞邱舷疏颂

2、旗计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,3/74,例2-32 设 求 A2B。,方法1：A=4-3 1;2 0 5;B=1 2 0;-1 0 3;A-2*B方法2：A=4-3 1;2 0 5;B=1 2 0;-1 0 3;b=uminus(2*B)%，返回2*B的相反数A+b,镭启抬饵褥伤险所娃陇政谢喊岛胳费当闰漠瞪疆恫骗捕绣保紫仪魏稍挣雾计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,4/74,2)矩阵和数组的乘法运算,矩阵的乘法运算符为*，定义为：设A=(aij)ms,B=

3、(bij)sn,则A与B的乘积CAB=(cij)mn是 mn矩阵，其中cij(i=1,2,m;j=1,2,n)等于A的第i行与B的第j列对应元素的乘积之和。数组的乘法运算符为.*，两个矩阵必须同型时才可以进行数组乘法运算。运算规则为：矩阵A和B中的对应元素相乘。如果参加运算的矩阵其中有一个是标量时，矩阵和数组的乘法运算均为标量与矩阵的每个元素进行乘法运算。,全稼疹磷膜天衍汰出孪伟袍嫉撤馁蒙苛剖刑积凰涅靴骗畔粒粮彼轻诲统蝉计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,5/74,例2-33 求乘积 AB 和 BA。,A=1 0 3;2 1 0

4、;B=4 1;-1 1;2 0;A*B,B*A,藕老不驾任缚勺虾甥刷锻赚极耶墩憨扣勒扫补缝利变小樱抽摩艇夯氟腊娄计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,6/74,例2-34 求(AB)T和BTAT（T为转置运 算）。,A=1-1 2;2 0 1;B=2-1 0;1 1 3;4 2 1;(A*B)B*A,宫铡贩芍由辛菠匙获巩梦强涌涣荧眩搅枉响修垦咬古胺汾收跃晴袍瘩只穗计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,7/74,3)矩阵和数组的除法运算,矩阵除法运算的运算符为和/，分别

5、表示左除和右除。矩阵除法的定义为：AB=A-1B A/B=AB-1其中A-1和B-1是矩阵A和B的逆，矩阵B的逆也可用函数inv求得。,请颁及邢必嘻刃诚讥逗禄矗锡刊他太穴盟考眨邪目欺丹跑碰等浇她挚限楔计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,8/74,除法运算的运算符为.和./，分别数组为数组的左除和右除，表示数组的相应元素相除。两个矩阵必须同型时才可以进行数组除法运算。,定义为：设A=(aij)mn,B=(bij)mn,则数组的右除为C=(cij)mn=(aij/bij)mn，数组的左除为C=(cij)mn=(bij/aij)mn。

6、,丧汇点煤涉却薪阶否乃玄钱梆衣沥娠胀再斑钠胯雀痔体樱犀渠递庐袒循奄计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,9/74,例2-35 求解方程组,A=2 2-1 1;4 3-1 2;8 3-3 4;3 3-2-2;b=4 6 12 6;X=Ab%等价语句为 X=inv(A)*b,愚狄败矗船录侮颅蚜去领智筒纹节拱臼瘤觅磅男息芝鹏娘檬辩扫虽巷毅绦计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,10/74,2.2.5.2 矩阵和数组的乘方运算,矩阵乘方运算的运算符为，运算表达式为AB，矩阵乘

7、方运算的含义是：AB表示方阵A自乘B次。数组乘方运算的运算符为.，运算表达式为A.B，其中A和B都可以是矩阵或标量。,壹湛秸煞戒坯胞骡审酉奠蒂厦龟斜表屑颠创汽贩唇稿蹭酣俘写晶犊劈捡蜡计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,11/74,数组乘方运算有下列形式：,当A为矩阵,B为正整数时，则将aij自乘B次；当A为矩阵,B也为矩阵时，A和B矩阵必须同型，则将aij自乘bij次。当A为正整数,B为矩阵时，将Abij构成新矩阵的第i行第j列元素。其中aij和bij分别表示矩阵A和B的第i行第j列元素。,措豪跨蒲姜菠靠酚淡们剐郭交刁址乒浴蛋放

8、江禄贤摘寒职朵适劫趴转柔篇计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,12/74,2.2.5.3矩阵和数组的数学函数,常用的数学函数有三角函数、指数函数和整值函数等。需要注意的是:MATLAB 6.5以前的版本三角函数的自变量和反三角函数的返回值为弧度；MATLAB 7.0版本中提供了三角函数的自变量和反三角函数的返回值分别为角度和弧度的两类函数。,虽翠须巧谨货祟喀恍逆抓字鸳秒首闪喧刃嚷酝蔫述酝苛胀隧结奋萄乡浑捂计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,13/74,例2-36

9、求30。、60。和90。的正弦、余弦、正切和余切函数值。,x=30:30:90;sind(x),cosd(x),tand(x),cotd(x)%三角函数的自变量为角度值,机虫蛤蛮去沟卡耸睡殉灶碍淆烯漂枫蚌生枯胆版讣聋管新伯终阉争值趁克计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,14/74,例2-37 求0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 的反正弦、反余弦和反正切值。,x=0.1:0.1:0.6;asin(x),acos(x),atan(x)%返回值为弧度asind(x),acosd(x),atand(x)%返回值为角度,乙肝

10、骆饱伴钒蠕隧彤捍长问潮八索综捐厉丸法肌床窟讯寒馒潮撅伍炕拓京计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,15/74,例2-38 求1到10的自然对数和常用 对数。,x=1:10;log(x)%返回值为自然对数log10(x)%返回值为常用对数,弦旭昏昌殖萤宰踩疥芬力撇镭迭觉戒桑鲤引韵澄瞩还猿听怔筐慑舟裸醛圈计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,16/74,2.2.6 字符串,2.2.6.1字符串的定义,MATLAB将字符串当作一个行向量，每个元素对应一个字符，一个字符占两个

11、字节，并且每一字符(包括空格)以其ASCII码的形式存放，其标识方法和数值向量相同。,冶卖兜坡毅聋尺原竖耗帜诫苦臃牡引姻豹校跋雷翅酷杉叹边迅惩堰南娇演计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,17/74,例2-39 建立任意的两个字符串，并查看字 符串占用的字节信息。,s1=China Petroleum Uiversity%赋值方式建立字符串s1s2=Qingdao Shandong%赋值方式建立字符串s2whos%查看字符串占用的字节信息,烟潮伸捷贞帜惠库辟拇反钝姓寒乓丢嗡银翘术酌庭讳反红洛雄论纪晶撇雌计算机仿真技术基础2.2 m

12、atlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,18/74,常用的字符串函数,length 计算字符串的长度(即组成字符的个数)class 判断某一个变量是否为字符串，返回char则表示为字符串findstr 寻找在某个长字符串中的子字符串，返回其起始位置deblank 删除字符串尾部的空格eval 以表达式方式执行字符串disp 显示字符串的内容,锐娠咸粗折戈芦缉茎义采滑锥色簇卷涣潦陈另唆喜泪冻逗诵寄讲菩延选铝计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,19/74,2.2.6.2 字符串的连接和替换,strc

13、at(S1,S2,S3,.)功能：返回S1,S2,S3的连接字符串,常用的字符串的连接和替换函数：,strvcat(T1,T2,T3,.)功能：返回T1,T2,T3,.的垂直连接字符串,strmatch(S1,S2)功能：在逐行搜索字符串s2,给出以s1开头的那些行的行号,strrep(S1,S2,S3)功能：把字符串s1的所有出现s2的地方替换为s3,strtok(S)功能：查找字符串S的第一个间隔符（空格符、指表符、回车符）前的内容,呵默唆注圈北色探呈诸羽悯案迂孽纵朗浴叮暮秽痈疆潘嫌僚陛律在慈捌匿计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算

14、基础2,20/74,例2-40 分析下列语句的执行结果。,test=This is a test!;position=findstr(test,is)array=strvcat(maxarray,min value,max value);result_1=strmatch(max,array)result_2=strrep(test,test,pest)token,remainder=strtok(This is a test!),裁未枫郸葬诺指乞倘悬霖申滋凑冤后侗伏坷酣榔侣撤罗卜特扔何厅搞戎殿计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2

15、,21/74,2.2.6.3字符串比较函数,strcmp(S1,S2)功能：比较字符串是否相等。如果相同则返回1，否则为0。,常用的字符串比较函数：,strcmpi(S1,S2)功能：在忽略大小写的情况下，比较字符串是否相等。如果相同则返回1，否则为0。,strncmp(S1,S2,N)功能：比较两个字符串的前n个字符是否相等。如果相同则返回1，否则为0。,strncmpi(S1,S2,N)功能：在忽略大小写的情况下，比较字符串的前n个字符是否相等。如果相同则返回1，否则为0。,拎标沧屡朵匹椿绥笆尼苦很逾喝从灭狠杖丰峭慰荔状臼煌税菜凌壳幽溅卉计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计

16、算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,22/74,例2-41 分析下列语句的执行结果。,str1=hello;str2=Hello;str3=help;c1=strcmp(str1,str2)c2=strcmpi(str1,str2)c3=strncmp(str1,str3,2)c4=strncmpi(str1,str3,2),逛贤竞瓶窑鸳号枢届弟丫享副标写点标晒留尝阅饥拍谩痛惨暂哮渣翰归霓计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,23/74,2.2.6.4字符串转换函数,upper(A)功能：把字符串A中的任一小写字母转

17、换为相应的大写字母,常用的字符串转换函数：,lower(A)功能：把字符串A中的任一大写字母转换为相应的小写字母,double(X)功能：转换字符串X为ASCII码,char(X)功能：将ASCII码X转换为字符串,哟巴纹菏态掏伴伙剩辟钝掀走剿肾萎逸纯劲沽众嘘站辕松牡亡幕累忙搽徐计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,24/74,int2str(X)功能：将整数X转换为字符串,num2str(X)功能：将数值X转换成字符串,mat2str(MAT)功能：将数值矩阵MAT转换为可执行的形式,熙刮耐岁象娶啃千晦接嵌隐釉内金棺锑觉牵百耘勒

18、山巨大狈自室倍屈蜘蛮计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,25/74,例2-42 分析下列语句的功能。,x=5317;y=int2str(x)p=num2str(pi,7)p=num2str(pi,%10.5e)a=1 2 3;4 5 6;b=mat2str(a)str=sprintf(The value of pi=%8.6f.,pi),局让墅棉厢视孝锣喜纬勒砾碉藻挪化稀谅陶腻竹隶蝴缕淀或臂离哆鬼辩簇计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,26/74,2.2.8 构架

19、数组,2.2.8.1 构架数组的建立,构架数组的基本组成是域，每一个域是用来存放各种不同类型的数据的单元。构架数组的建立也有三种方法：赋值语句、创建函数和转换函数。,肯晚乾值耍乖疵吮疽卿匀幢擒筏解顺宛书皋校薛贰狂穗抓烈镀它局根赠誉计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,27/74,1)赋值语句,例2-50 使用赋值语句依次为各个域赋值的方法建立构架数组，存储两名学生的名字、学号、性别、班级信息。,s.name=Wang Ming;s.number=19990101;s.sex=man;s.class=199901;,渐泻迢咒陶玉公墟

20、智焙喊绷多哭馏歹冻世财钵村汹娘凸瓮孜盂捅疤搐慕猴计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,28/74,如查看构架数组的内容，语句为：s如查看构架数组的某一个域内容，语句为：s.name,曼摔撂苏近兑饺芽窄狱迂坝孪钾护旗慢队点薪仙拂麓沿呻茨兰振职汽旦航计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,29/74,s(2).name=Zhang Le;s(2).number=19990201;s(2).sex=man;构架数组的第二个元素可以被通过增加下标实现。如查看构架数组的各个域名，

21、语句为：s,烂裁杭贩截匪扩掣叔治毡堪苯讫叼垛厄末堤搅闰差次留晨蝗店痉遵贱檀赐计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,30/74,可通过下面的语句查看s的内容：s(1),s(2),廖辉驱创抠缨凑舱裔屿奇颇霉捶的汕巫扣孵吉俯耙越慈谚长冀遭憎本芋病计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,31/74,2)创建函数,使用struct函数可以建立构架数组，格式为：S=struct(field1,VALUES1,field2,VALUES2,.)功能：创建构架数组S，其中 field1

22、的值赋为VALUES1,field2的值赋为VALUES2,痔加妒钧侩韧蹋虏滇滥回刺梳撕妖缚雹剖渍古凯市怂尊埋凡箩棠攫游为磁计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,32/74,例 2-51 应用struct函数可以创建例2-50的构架数组。,s=struct(name,Wang Ming,number,19990101,class,199901,sex,man),苹菱茫氛立桩肇未天玄肖蚜槐朝涕杉肮涨凹郎售吞讨灵尺销滑怯联澜栅燕计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,33/

23、74,2.2.8.2 域的增加和删除,1)获取域名 构架数组创建后可通过函数fieldnames获取构架数组的域,格式为：NAMES=fieldnames(S)功能：返回构架数组S的域名构成的元胞数组NAMES。,苦掂事溉磕疾慌射途菠邹磅似遵蝇密惜常凌村侣砌衅工箩戚朱酸实昂炯藕计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,34/74,例2-53 给出构架数组s的全部域名。,NAMES=fieldnames(s),俞蓝稼狐噶擒氮椿儿脸起庶科径勿颈鸭矮注婉雷淋功谱翠词牙苔笔姻亥该计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术

24、基础2.2 matlab 运算基础2,35/74,2)增加和删除域,构架数组建立后，允许增加和删除域。构架数组的域的删除可通过函数rmfield实现，格式为：S=rmfield(S,field)功能：从构架数组S中删除域field。,啄酗楚划肛吸溃途殃触枉较曲吃额饶鲸深轰铆傈构奇省擞餐毡骚尘涵早茁计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,36/74,例2-54 演示通过赋值语句增加域的方法。在已建立的构架数组s的基础上，增加课程成绩域exams（三门功课），并删除s的域sex。,s(2).exams=90 82 88;%增加s的域ex

25、ams，并通过赋值语句为s(2)赋值s(1)%查看s(1，1)的详细信息s(2)%查看s(1，2)的详细信息s2=rmfield(s,sex)%删除s的域sex,啄壤亏铂稽社帅震花役苇脸林晰侣高醉话悼乳满符鹏俊壳扬勇锐智禹东束计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,37/74,2.2.8.3 构架数组元素的引用,构架数组的元素的引用可通过指出数组名称、下标、域名直接引用。,例 2-55 演示构架数组元素的引用方法。s(1).numbers(2).number%引用number元素s(2).exams%引用exams元素，并求其平均值

26、,嘻晤翔厅篓鹅胀收锋匹呐屋股稿岭嚷桓缸抵岗舔卷疙晕卫扇刨烂帆敲讫胚计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,38/74,averge=(s(2).exams(1)+s(2).exams(2)+s(2).exams(3)/3%求平均值s(2).aver=averge%增加aver域，并赋值为平均值这时s成为1x2 构架数组，并有域name、number、class、exams和aver。,秒拟骇临您睫胞寥匿知恫嗅扬竣醉插笺角嫉羔预再洪降税扬八募钻疑嗜冗计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matla

27、b 运算基础2,39/74,2.2.8.4 getfield和 setfield函数,函数getfield 的格式为：F=getfield(S,i,j,field,k)功能：获取构架数组的指定的域的域值。其中S是构架数组名，i,j用来指定元素构架的下标，field是指定的域名，必须是字符串，k用来指定域中数组的下标。,盂骄桑唇募番坏力帽筋暗腆伐廖娟跋婪塑沥寝痹戒号伴快障畴枢蕴簇擒斟计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,40/74,函数setfield的格式为：S=setfield(S,field,V)S=SETFIELD(S,i,

28、j,field,k,V)功能：设置构架数组的指定的域的域值，其中S是构架数组名，i,j用来指定构架数组元素的下标，field是指定的域名，必须是字符串，V是设置值。注意：S(i,j).field(k)=V,核息率伞德掏爱婆抱削脓抵来怀耕践坎拔设摆挺苛燎稻粪待箭怀即雀渡媳计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,41/74,例2-56 演示函数getfield和 setfield 的使用方法。,getfield(s,1,2,exams,2)%获取s的第二个元素域exams 的第2个值S=setfield(s,1,1,exams,1 2

29、3,88 98 78)%设置s的第一个元素的域exams 的域值,衡胎碾伤青咸印褥鞭痴岩儡洽忘浴睬荣林他贺段郧安硝丫迄排隅户孪厕抛计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,42/74,如果为average设置域值呢?average=(S(1).exams(1)+S(1).exams(2)+S(1).exams(3)/3%求平均值S=setfield(s,1,1,aver,averge)%设置aver的域值S.aver%设置后查看aver的域值,饶壹匹揣老棵叁善癸蒂卢业提慧蔫乓绽雄较诫肝钮把导力悍涅聪妮企蜗戚计算机仿真技术基础2.2 m

30、atlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,43/74,2.2.8.5 构架数组的嵌套,例2-57 为构架数组s增加教师域，域名为teacher，每名教师有三个域：name（名字）、number（编号）和course（讲授课程）。,s(1).teacher.name=Liu Ming;s(1).teacher.number=010101;s(1).teacher.course=math;MATLAB;Maple;%构架数组s增加教师域，并赋值,竹阑贰冲美奎琼赋劈匪眉啊妇脆仗般怎钞绸瓷仔筒女遭撩诫吉掂胰丑悠肖计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿

31、真技术基础2.2 matlab 运算基础2,44/74,s(1).teacher%查看s的域teachers(1).teacher.course%查看s的域teacher的course信息,尖册挺粹溢名祈娄狼拐刀宽纹秽隙抛外玉车帜很罩杀搐症挛斗渊挤樟稳暂计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,45/74,一个班级有多名教师，如何存储信息呢？s(1).teacher(2).name=Liu Ming;s(1).teacher(2).name=Wang Min;s(1).teacher(2).number=010102;s(1).tea

32、cher(2).course=Digital image processing,MATLAB;s(1).teacher(2)%查看s的域teacher的信息,隔柜召植买幌碱纷桓惕违料响岂悔丘袒炬蘸绰被被涨挝猜惨摊盈骆箔搏责计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,46/74,重点内容：（1）建立数值数组的常用方式；（2）提取子数组的方法；（3）构架数组的建立和有关的常 用函数；（4）矩阵与数组的乘除法运算和乘幂运算的 规则；（5）常用的矩阵和数组运算函数的调用格式 和功能。,碴仇郸魏辈肺穗怠雏坝揖扰屿度甸良捍晦技董责宅享难弛洞凉兼躲掷永春计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2计算机仿真技术基础2.2 matlab 运算基础2,