§1.2 MATLAB的变量与表达式
变量与表达式是使用MA TLAB的基础,在这一节里我们对MATLAB中的变量、表达式的定义、MATLAB中的运算符与使用以及数据得显示格式作简单地介绍。
一、MATLAB的变量用subplot函数
MATLAB中的变量不需要做特殊声明,当数据(数据块)赋值给某个英文字母时,这个英文字母作为变量名就已经被自动定义了。与其他计算机语言不同的是,在MATLAB中变量使用前不必先定义变量类型,可以即取即用。但是,MATLAB中的变量命名也得遵循如下规则:
(1)变量名的第一个字符必须是英文字母,最多可包括31个字符;
(2)变量名可由英文字母、数字和下划线混合组成;
(3)变量名中不能包括空格和标点;
(4)变量名包括函数名对字母大小写敏感,即MA TLAB区别字母的大小写;
(5)变量名不能用MA TLAB中已经有的保留字
二、MATLAB的运算符
MATLAB的运算符按功能划分有三类,即数学运算符、关系运算符、逻辑运算符。
(1)数学运算符:+(加号),-(减号),﹡(乘号),\(左除),/(右除),^(乘幂),.﹡(点乘),.\(点左除),./(点右除),.^(点幂);
(2)关系运算符:<(小于),>(大于)。<=(小于等于),>=(大于等于),==(等于),~=(不等于);
(3)逻辑运算符:&(逻辑与运算),|(逻辑或运算),~(逻辑非运算)。
MATLAB的运算的优先级别总体是按“数学运算→关系运算→逻辑运算”次序执行的,具体次序如下:
(1)小括号();
(2)方幂^;
(3)数据加、减、逻辑非;
(4)矩阵点乘、点除、矩阵乘、矩阵右除、矩阵左除; (5)矩阵加,矩阵减;
(6)小于、小于等于、大于、大于等于、相等、不等; (7)与、或
一个表达式中如果有小括号,则小括号内的运算优先。
三、MATLAB 的表达式
MATLAB 采用的是表达式语言,用户输入的语句由MATLAB 系统解释运行。MATLAB 语句由变量与表达式组成的。MA TLAB 语句有2种最常见的形式。
(1) 表达式 (2) 变量名=表达式    在第一种形式中,表达式运算后产生的结果为数值类型,系统自动赋值给预定义变量ans ,并显示在屏幕上。但是对于重要结果一定要用第二种形式,在第二种形式中,对等式右边产生的结果,自动将其存储在左边的变量中并同时在屏幕上。如果不想显示形式1或形式2的运算结果可以在命令中表达式后再加“;”即可。
表达式由变量名、运算符、函数和数字组成。但应该注意: (1) 表达式按常规的优先级(指数、乘除、加减)从左到右执
行运算; (2) 括号可以改变运算顺序; (3) 赋值符“=”和运算符号两侧允许有空格; 例1 用两种形式计算e 624sin *π+数学结果。 解:在命令窗口输入: 形式1:
>> 4^6+sin(pi)*exp(2) ans =
4096 形式2:
>> a= 4^6+sin(pi)*exp(2) a =
4096 >>
如果在表达式的后面加“;”,即 >> a= 4^6+sin(pi)*exp(2);
§1.3 向量创建与一元函数图形
向量是组成矩阵的基本元素之一,MA TLAB具有关于向量运算的强大功能。本节将对向量的基本知识及向量在MA TLAB中的应用进行详细地介绍。
一、向量的生成
向量的生成常用方法有:直接输入法、冒号表达式法和一元函数计算法。
1、直接输入法
在MATLAB中,生成向量最简单的方法是在命令窗口中按一定格式直接输入。输入的格式要求是:向量元素用“[]”括起来;元素之间用空格、逗号或者分号相隔。需要注意的是,用它们相隔生成的向量形
式是不同的:用空格或逗号生成行向量,用分号生成列向量。以下通过例1-3作进一步了解。
例1 在命令窗口中直接输入向量。
解:在命令窗口输入:
>> a1=[1 2 3 6],a2=[1,2,3,6],a3=[1; 2; 3;6]
>>a1 =
1    2    3    6
>>a2 =
1    2    3    6
>>a3 =
1
2
3
6
>>
注:MATLAB可以在行向量之间进行转置,使用的命令为“’”,如a1’=a3.
当向量的元素过多时,同时向量元素有等差的规律,此时采用直接输入法将过于繁琐。针对该种情况, 我们介绍如下两种简易生成向量的方法。
2、冒号输入法
冒号输入的基本格式为
x=x0: step: xn,
其中第一个数据x0是初值,第二个数据是步长,第三个数据是终值,而x是所创建的向量名称。
注1:当步长step=1时,可以省略表达式中的第二项,直接使用
x=x0: xn.
注2:当初值大于终值时,步长step应该为负数。
例2 冒号生成向量。
解:在命令窗口输入:
>> a1=10:2:30,a2=30:-2:2
>>a1 =
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
>> a2 =
30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8    6    4    2
>>
3、一元函数计算法
一元函数计算法使用linspace函数:这是一个线性等分向量函数,基本格式为
x=linspace(x0, xn, n),
其中x表示生成的向量;x0表示第一个元素;xn表示最后一个元素;n表示生成向量元素的个数,系统默认为100。例如,a1=linspace(10,60,4)
a1 =
10.0000 26.6667 43.3333 60.0000
>>
一元函数绘图方法
一元函数的离散形式是向量。一元函数值y可以视为平面上某点的纵坐标,该点的横坐标即是对应的自变量x。由一系列的横坐标和纵坐标组成了一元函数的离散数据,形成了函数表,即
在函数表中,如果自变量以一维数组形式表现,则一元函数值以对应的一维数组表现。利用函数表中的数据绘图是MA TLAB中一元函数的基本方法。常用的使用格式为
plot(X,Y)
其中X是自变量数据和Y是函数值数据,且X与Y是同维元素个数相同的向量。
注1:plot()命令是一元函数绘图的基本命令,当自变量数据取得细密时,所绘制的曲线就表现光滑,自变量点取得稀疏时,所绘制曲线就表现粗糙。
注2:如果对曲线的颜和线型有特殊要求,则应该用下面格式
plot(X,Y,’s’)
这一格式中单引号内的字符s是类型说明参数,用于控制所绘制图形的颜和线型,控制参数分三类,包括颜、点型和线型。如果用绘图命令时省略了类型说明参数,则颜由系统自动选取,默认的线型为实线,通常是将颜和线型参数结合使用放入单引号中,参数的符号和意义分别列表如下。
表1-3图形控制选项列表

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