MATLAB学习笔记：MATLAB语言概述及基本运算操作 |
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MATLAB学习笔记：MATLAB语言概述及基本运算操作
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文章目录
前言MATLAB语言特点MATLAB窗口及常用命令MATLAB界面MATLAB常用命令
MATLAB基本语法变量基本运算
样例实践
前言
本栏目的文章，文章的主要面向初学者，意在帮助初学者入门。文章主要基于博主的上课内容以及自学历程，总结而成，可能有许多不恰当之处，还请大佬指正！ MATLAB的语法知识相对简单，复杂的点在于灵活运用MATLAB中集成的不同函数，因此纸上谈兵不可取，一定要结合具体内容进行实践！你可以先学习基本语法，然后试着完成文章最后的例子。我也推荐你MATLAB官方的互动学习项目，基本也能达到入门水平【唯一的问题在于，国内的网，经常不能正常访问该网站…】链接如下： MATLAB 入门之旅 | Self-Paced Online Courses - MATLAB & Simulink (mathworks.com)同时，在初期学习的过程中，要养成遇到问题可以自己通过查阅互联网内容进而解决问题的能力。在此，我推荐两个比较权威的网站： MATLAB Documentation - MathWorks 中国 相当于用户手册，可以查到对应功能的函数及语法解释首页 - MATLAB中文论坛 (ilovematlab.cn) 中文论坛，可以查到一些常见问题 MATLAB语言特点MATLAB是“MATrixLABoratory”的简写，即矩阵实验室，是美国MathWorks公司于1984年推出的一种科学计算软件。正如它的名称，MATLAB擅长矩阵运算，被广泛运用于各个领域的数据处理、数据拟真。其具有以下几个特点： MATLAB是一种解释性语言变量的多功能性运算符号的多功能性语言规则与笔算式相似强大而简易的作图功能智能化程度高功能丰富，拓展性强由于篇幅问题，不做具体具体解释。但是随着后续学习的深入，你一定会逐步发现上述特点的具体例子。 MATLAB窗口及常用命令 MATLAB界面通常情况下，MATLAB的工作环境由命令窗口（Command Window）、当前路径窗口（Current Directory）、工作空间浏览窗口（Workspace）、命令历史窗口（Command History）、启动平台（Launch Pad）、图形窗口（Figure）和文本编辑窗口（Editor）组成。不同版本的MATLAB的界面基本相同，在此，以2018b版本的MATLAB为例对主要的几个窗口进行解释。
当前路径窗口（上图紫色区域） 主要显示当前在什么路径下，包括M文件的打开路径等，与自定义函数的调用等有关。 工作空间窗口 （上图绿色区域） 工作空间作为一个独立的窗口，可以方便地查看当前程序中的变量，包括元素名、变量的维度、变量所占内存及变量的类型。同时，我们可以直接对工作空间中的变量进行删除、保存、修改等操作。比如使用鼠标双击某个变量，直接进入数组编辑器，对具体的值进行操作。 文本编辑窗口 （上图蓝色区域） 该区域是我们最常使用的区域，即代码编辑、运行结果显示。与其他IDE一样，MATLAB也可以创建、编辑和小孩相关文件（.M文件）我们也可以根据自己的喜好，对文本编辑窗口进行个性化设置。主页->环境->预设，感兴趣的同学可以自行进行探索。 命令行窗口 （上图橙色区域） 由于MATLAB与Python一样是解释性语言，所以MATLAB也可以一行命令一行命令的输入并执行，即通过命令行窗口输入语句实现对应的功能。当然，主要的编程还是在.M文件中实现，此处我们只介绍基本的操作命令。 MATLAB常用命令MATLAB中的命令有很多，常用的如下： 窗口命令 clf：清除当前图形窗口中的所有非隐藏对象 close：关闭当前图形窗口 close all：关闭所有图形窗口 clc：清除命令窗口的所有内容 工作空间管理命令 who：列出工作空间中的所有变量 whos：列出工作空间中的所有变量的详细信息 clear：清除工作空间的所有变量 clear all：清除工作空间的所有变量、函数和MEX文件 save：将工作空间的变量保存到磁盘文件 load：从磁盘空间加载变量到工作空间 显示格式设置命令 format type:输出数据格式显示命令 调试命令 dbclear:清除断点 dbcont:重新开始运行 dbquit:退出调试模式 文件操作命令 what:列出当前目录下MATLAB指定的文件 which:显示函数或文件的位置 帮助命令 help:在命令窗口中显示MATLAB 函数或命令的帮助信息 doc:在help浏览器中显示某个函数的联机帮助文档，参数为函数名 MATLAB基本语法 变量生成矩阵 在输入矩阵式，应遵循以下规则： 使用方括号[]索引矩阵同一行的各元素用空格 或逗号,相隔每一行以分号;结尾这是MATLAB中最最最最常用的变量生成方式，具体实践中很容易就掌握！ 赋值技巧 冒号操作符: 用以表示一个范围 t=j:i:k (以j为初始值，步长为i，直到终值k) 代替全行（全列） a(5,:) 即代表矩阵a的第五行 a(:,2)即代表矩阵a的第二列 特殊矩阵和数组 zeros 生成一个元素全部为0的矩阵或数组 ones 生成一个元素全部为1的矩阵或数组 eye 生成一个单位阵 diag(A) 获取矩阵A的主对角线所有元素，返回一个列向量 rand 生成一个元素在（0,1)之间服从均匀分布的矩阵 对生成后的矩阵进行算术运算，就可以得到任意范围的随机数矩阵 randn 生成一个元素均值为0，方差为1，矩阵元素服从正态分布的随机数矩阵 特殊变量和常数 pi 常数，表示圆周率值 Inf 常数，代表无穷大 NaN 表示非数值 ans 临时变量，提示当前语句运算的结果 基本运算加减 矩阵 与线性代数中定义的一样，元素对应相加减 A+B，A-B 标量 正常的加减运算 a+b，a-b 乘 矩阵与矩阵 遵循线性代数中矩阵运算规则 A*B 标量与标量 正常的乘运算 a*b 点乘 矩阵与矩阵 矩阵的对应元素相乘 A.*B 矩阵与标量 每个矩阵元素乘标量 a.*B 矩阵右除、左除 B/A=B*inv(A)A\C=inv(A)*C inv(A)函数，实现对矩阵A求逆幂运算 矩阵幂 X^p p为标量时，表示X的p次幂（X可为标量也可为矩阵）；p为矩阵时，用特征值和特征向量表示X矩阵的p次幂。 矩阵元素幂 A.^B A与B需为同型矩阵，或其中之一是标量。 矩阵转置 A'表示对矩阵A进行转置，对于复矩阵，表示复共轭矩阵。 样例实践1. 计算 cosd()括号里是角度值，cos()里是弧度值 已知 设 try…catch…语句类似if…else… 当有语句不确定结果时，可以使用 lasteer类似C语言中的perror()函数，会显示程序错误的原因 计算福彩双色球一等奖的中奖概率问题。福彩双色球玩法如下:从编号1~33的红球里任选6个,另外在编号1~16的蓝球里再任选1个。如果选择的红球和蓝球与当期的开奖结果一致(顺序可以不同),则中一等奖的概率为多少？ p = 1/nchoosek(33,6)/nchoosek(16,1)nchoosek()函数实现组合数的运算 |
计算当x=2和x=4时的值
求C
求
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