MATLAB的集成环境及数据类型

第一部分MATLAB的集成环境

一．菜单栏和工具栏介绍 

MATLAB包括7个菜单项：

【File】：用于进行与文件的处理

【Edit】：用于实现命令窗口的编辑操作

【Debug】：用来调试程序

【Parallel】:用于对并行计算进行选择和管理

【Desktop】:用来设置窗口的显示方式

【Window】:用来关闭所有使用的编辑器窗口或选择活动窗口

【Help】：用来打开不同的帮助系统

二．命令窗口

1.【File】

【Preference】:对窗口的字体风格，大小、颜色和数值计算结果的显示格式进行个性化设置2.【File】

【Preference】

【Command Window】命令中在【Numeric】和【Numeric display】下拉表可以选择数据的显示位数和显示格式：

3.Reshape（）函数可以利用现有数组构造新数组，例：

4.工作空间浏览器

【Desktop】

【Wokespace】

【View】

【Choose Columns】可以将选定的变量以图形的方式表示出来： 

5.MATLAB的通用命令

6.在命令窗口中获得帮助信息

（1）输入help help会得到如何使用help的详细信息

（2）输入help FunName命令将获得具体函数的用法，例如希望了解eye（）函数：

（3）lookfor name帮助用户获得函数的具体用法，name可以是不确定具体拼写的函数名

第二部分MATLAB的数据类型

一．数值型数据的多种格式

1.复数的输入

（1）复数的虚部是数字时，在虚部和i之间有“*”和没有“*”的结果相同

>> c=8+4i

c =

   8.0000 + 4.0000i


>> c=8+4*i


c =

   8.0000 + 4.0000i

（2）若复数的虚部用变量名表示，则该变量名和虚部之间必须用“*”隔开

>> a=8

a =

     8


>> b=4

b =

     4


>> c=a+b*i

c =

   8.0000 + 4.0000i

（3）Inf和NaN两个特殊数值

Inf表示正无穷大，NaN表示非数值量，例：

>> 1/0

ans =

   Inf

>> 0/0

ans =

   NaN

2.变量和表达式

（1）变量由字母组成，必须以英文字母开头，但最多不超过23个字符，否则系统只承认前63个字符，变量不可包括空格、标点，但可包括下连字符。

（2）MATLAB变量字母区分大小写，变量名一般使用小写字母。

（3）关键字(如if、for等）不能作为变量名，输入iskeyword可查询关键字。

二．逻辑型

1.逻辑运算函数

例编写代码程序:

m=[0,4,2;1,5,0]

logical(m)        %把数值转变成逻辑值

true(3)          %创建一个3X3的逻辑1矩阵

true(2,4)         %创建一个2X4的逻辑1矩阵

false(2,3)         %创建一个2X3的逻辑0矩阵

运行结果：

>> logical(m)

ans =

     0     1     1

     1     1     0



>> true(3)  


ans =

     1     1     1

     1     1     1

     1     1     1


>> true(2,4)


ans =

     1     1     1     1

     1     1     1     1

>> false(2,3)


ans =

     0     0     0

     0     0     0

2.运算符的优先级

算数运算符>关系运算符>逻辑运算符

三．字符和字符串

1.创建字符串函数

(1)input函数一般格式：input(str,’s’)或input（str）

input()用法示例：

>> A='My name is :'

A =

My name is :


>> M=input(A,'s')

My name is :MATLAB


M =

MATLAB


>> M=input(A)

My name is :'MATLAB'


M =

MATLAB

（2）char()函数

编写程序代码：

>> A='My name is';

>> M='MATLAB';

>> NAME=char(A,M)

运行结果：

NAME =

My name is

MATLAB

2.字符串比较函数

 示例：

  >> s1='STudy'

s1 =

STudy

>> s2='StuDY'

s2 =


StuDY


>> strcmp(s1,s2)

ans =

     0

>> strncmp(s1,s2,1)

ans =

     1

>> strcmpi(s1,s2)

ans =

     1

3.字符串查找与替换函数

注:findstr(0和strfind(）函数的用法相似，但strfind()函数的使用两个参数的位置不能互换，否则无法得到正确结果。

例一、findstr和strfind的用法：

>> M='abcdef'

M =

abcdef

>> findstr('f',M)

ans =

     6

>> strfind(M,'f')

ans =

     6


>> findstr(M,'f')

ans =

     6


>> strfind('f',M)


ans =

     []

例二、strrep的用法：

>> str1='hello world'

str1 =

hello world


>> str2='l'

str2 =

l


>> str3='k'

str3 =

k

>> strrep(str1,str2,str3)

ans =

hekko workd

注：在str1中查找str2并用str3替换str2，str1,str2,str3都为单列字符串。

例三、strmatch的用法：

>> A={'cat';'world';'dog'}

A =

    'cat'

    'world'

    'dog'


>> B='wo';

>> strmatch(B,A)

ans =

     2

注：在字符串A中查找以字符串B开头的字符，并返回其所在行数

例四、strtok函数的用法：

M='hello world study here!';

>> strtok(M)

ans =

hello

>> strtok(M,'rd')

ans =

hello wo

注：返回在M中含有‘rd’的第一个标记前所有的M的部分

4.类型转换函数

（1）将字符串转换为数值型数据的函数

例：

>> str='3de2';

>> abs(str)            

ans =

    51   100   101    50

>> hex2num(str)

ans =

   1.3097e-10


>> hex2dec(str)

ans =

       15842

>> str='010010110101110';

>> M=bin2dec(str)

M =

        9646


>> S='123e23';

>> str2num(S)


ans =

   1.2300e+25

（2）将数值型数据转换为字符串的函数

例：

>> x=[36,55,48]

x =

    36    55    48

>> char(x)

ans =

$70

>> F=[2,5445,142,54,45,46,4856,546];

>> M=num2str(F,4)


M =

2       5445        142         54         45         46       4856        546


>> class(F)

ans =

double


>> class(M)


ans =


char

>> N=[53,45,46,12,153,92];

>> A=rat(N)


A =


53

45

46

12

153

92



>> dec2bin(4124)

ans =

1000000011100

>> dec2hex(1597864)

ans =

1861A8

四．函数句柄

1.句柄的创建

句柄函数的创建是利用@符号，或者利用转换函数str2func()来生成函数句柄如handle=@functionname中functionname的句柄是handle

例：

>> hcos=@cos

hcos =

    @cos

>> functions(hcos)       %使用functions（）函数可以查看句柄的函数名称和类型等信息

ans =

    function: 'cos'

        type: 'simple'

        file: ''



>> isa(hcos,'function_handle')  %isa()函数可以检查到变量hcos是一个句柄

ans =

     1


>> whos

  Name      Size            Bytes  Class              Attributes

  A         6x3                36  char                         

  B         1x2                 4  char                         

  F         1x8                64  double                       

  M         1x78              156  char                         

  N         1x6                48  double                       

  NAME      2x10               40  char                         

  S         1x6                12  char                         

  a         1x1                 8  double                       

  ans       1x1                 1  logical                      

  b         1x1                 8  double                       

  c         1x1                16  double             complex   

  hcos      1x1                32  function_handle              

  m         2x3                48  double                       

  s1        1x5                10  char                         

  s2        1x5                10  char                         

  str       1x15               30  char                         

  str1      1x11               22  char                         

  str2      1x1                 2  char                         

  str3      1x1                 2  char                         

  x         1x3                24  double   

注：句柄不能构成数组和矩阵

五．构架数组

1.用赋值语句创建构架数组

 matlab.name='MATLAB';

>> matlab

matlab =

name: 'MATLAB'

2.用函数struct（）创建构架数组

例.用函数struct（）创建构架数组student：

>> student=struct('name','富豪','city','武汉')

student =

    name: '富豪'

    city: '武汉'

>> student(2)=struct('name','曾捷','city','广西')

student =

1x2 struct array with fields:

    name

    city

>> student(2)

ans =

    name: '曾捷'

city: '广西'

3.构架数组域的基本操作

（1）寻访域的内容

f=getfield(array,{array_index},’field’,{field_index})

其中array_index和field_index具有可选择性。array_index是已创建构架数组名的索引；field_index是对应域名的索引。

(2)删除构架数组中的域

newstruct_array=rmfield(struct_array,’field’)

其中，struct_array为需要进行操作的构架数组，field为需要删除的域名，程序运行后将新得到的构架数组赋给newstruct_array。原构架数组的结构不发生任何变化。

（3）构架数组域的操作

f=array(array_index).field(field_index)

其中，array_index为数据的索引号，field_index为域的索引号

六．元胞数组

1.直接赋值法

（1）内容索引：赋值语句的左边用大括号{将标识单元的下标括起来，右边为单元的内容。

例：

>> C{1,1}='this is a cell_array';

>> C{1,2}=[23,-4,45;-34,567,2];

>> C{2,1}=[];

>> C{2,2}=324-454i


C =

    'this is a cell_array'                  [2x3 double]

                        []    [3.2400e+02 - 4.5400e+02i]


>> class(C)

ans =

cell

例中分别对C{1，1}、C{1，2}、C{2，1}和C{2,2}元胞数组的各元素进行赋值，最后使用class（）函数判断C的数据类型是什么。

（2）单元索引：赋值语句的左边用小括号（）将标识单元的下标括起来，右边用大括号将存储于单元的数据括起来。

例：

>> C{1,1}='this is a cell_array';

>> C{1,2}={[23,-4,45;-34,567,2]};

>> C{2,1}={[]};

>> C{2,2}={324-454i}


C =

    'this is a cell_array'    {1x1 cell}

                {1x1 cell}    {1x1 cell}


>> whos

  Name      Size            Bytes  Class    Attributes


  C         2x2               888  cell               

  ans       1x4                 8  char

例中分别对C{1，1}、C{1，2}、C{2，1}和C{2,2}元胞数组的各元素进行赋值，最后使用whos命令获得C的维数和数据类型等信息。

2.cell()函数创建法（创建一个mxn的元胞数组，但这只是预定义一个元胞数组）

cell_array=cell(m,n)

3.利用{}直接创建元胞数组（创建一个nxm的元胞数组，并将单元进行初始化）

cellname={[cell 1,1],[cell 1,2]......[cell 1,m];......;[cell n,1],[cell n,2]......[cell n,m]}

4.元胞数组操作函数