matlab矩阵的定义和运算
⼀、矩阵的表⽰
在MATLAB中创建矩阵有以下规则:
linspace函数调用的格式为a、矩阵元素必须在”[ ]”内;
b、矩阵的同⾏元素之间⽤空格或逗号隔开;
c、矩阵的⾏与⾏之间⽤”;”(或回车符)隔开;
d、矩阵的元素可以是数值、变量、表达式或函数;
e、矩阵的尺⼨不必预先定义。
⼆、矩阵的创建
1. 直接输⼊法
最简单的建⽴矩阵的⽅法是从键盘直接输⼊矩阵的元素,输⼊的⽅法按照上⾯的规则。建⽴向量的时候
可以利⽤冒号表达式,冒号表达式可以产⽣⼀个⾏向量,⼀般格式是: e1:e2:e3,其中e1为初始值,e2为步长,e3为终⽌值。还可以⽤linspace函数产⽣⾏向量,其调⽤格式为:linspace(a,b,n) ,其中a和b是⽣成向量的第⼀个和最后⼀个元素,n是元素总数。
2. 利⽤MATLAB函数创建矩阵
(1) ones()函数:产⽣全为1的矩阵,ones(n):产⽣n*n维的全1矩阵,ones(m,n):产⽣m*n维的全1矩阵;
(2) zeros()函数:产⽣全为0的矩阵;
(3) rand()函数:产⽣在(0,1)区间均匀分布的随机阵;
(4) eye()函数:产⽣单位阵;
(5) randn()函数:产⽣均值为0,⽅差为1的标准正态分布随机矩阵。
3. 利⽤⽂件建⽴矩阵
当矩阵尺⼨较⼤或为经常使⽤的数据矩阵,则可以将此矩阵保存为⽂件,在需要时直接将⽂件利⽤loa
d命令调⼊⼯作环境中使⽤即可。同时可以利⽤命令reshape对调⼊的矩阵进⾏重排。reshape(A,m,n),它在矩阵总元素保持不变的前提下,将矩阵A重新排成m*n的⼆维矩阵。
三、矩阵的简单操作
1.获取矩阵元素
可以通过下标(⾏列索引)引⽤矩阵的元素,如 Matrix(m,n)。
也可以采⽤矩阵元素的序号来引⽤矩阵元素。
矩阵元素的序号就是相应元素在内存中的排列顺序。
在MATLAB中,矩阵元素按列存储。
序号(Index)与下标(Subscript )是⼀⼀对应的,以m*n矩阵A为例,矩阵元素A(i,j)的序号为(j-1)*m+i。
其相互转换关系也可利⽤sub2ind和ind2sub函数求得。
2.矩阵拆分
利⽤冒号表达式获得⼦矩阵:
(1) A(:,j)表⽰取A矩阵的第j列全部元素;A(i,:)表⽰A矩阵第i⾏的全部元素;A(i,j)表⽰取A矩阵第i⾏、第j列的元素。
(2) A(i:i+m,:)表⽰取A矩阵第i~i+m⾏的全部元素;A(:,k:k+m)表⽰取A矩阵第k~k+m列的全部元素,A(i:i+m,k:k+m)表⽰取A矩阵第i~i+m⾏内,并在第k~k+m列中的所有元素。此外,还可利⽤⼀般向量和end运算符来表⽰矩阵下标,从⽽获得⼦矩阵。end表⽰某⼀维的末尾元素下标。
利⽤空矩阵删除矩阵的元素:
在MATLAB中,定义[]为空矩阵。给变量X赋空矩阵的语句为X=[]。注意,X=[]与clear X不同,clear是将X从⼯作空间中删除,⽽空矩阵则存在于⼯作空间中,只是维数为0。
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