Chapter 2 MATLAB基本功能介紹

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琏佟钱
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1 基本功能介紹范洪源范洪源

2 變數與陣列變數的初始化多維陣列子陣列特殊的數值顯示輸出資料資料檔案純量與陣列運算運算的順序內建的函式繪圖功能簡介程式除錯范洪源

3 變數與陣列范洪源

4 陣列在程式裡, 資料的基本單位是陣列 () 陣列是由一群排成行列結構的資料值所組成, 並在程式中擁有獨一無二的名稱陣列可以被歸類為是一種向量 () 或是矩陣 () 陣列大小 ( ) 是由陣列的行數及列數來決定的范洪源

5 向量與矩陣向量通常被用來描述成一維陣列矩陣通常被用來描述二維陣列純量 () 在中被視為是一行一列的陣列陣列 = [ ] 大小這是 3 2 的矩陣, 含有 6 個元素 = [ ] 這是 1 4 的矩陣, 含有 4 個元素, 亦算是一個列向量 = [ 1 ] 2 3 這是 3 1 的矩陣, 含有 3 個元素, 亦算是一個行向量范洪源

6 的變數變數是一個使用者設定名稱的陣列實體上, 是由一塊記憶體區域所組成變數名稱第一個字必須是文字而其後的字可以使用文字數字及底線字元任意組合而成變數名稱只有前個字元是有意義的, 且大小寫有區分任何時候只要指定數值給變數, 便能直接產生變數, 而其變數型態是由指定給變數的資料類型所決定范洪源

7 良好的程式設計習慣請確定您的變數名稱在前個字原是獨一無二的記得給變數一個具描述性且容易記憶的名字舉例來說, 貨幣的匯率可以被命名為為每個程式加上註解列出程式中每個使用變數的定義, 包括變數內容描述及其物理單位當您或其他人在日後需要修改程式時, 這類註解便會變得十分重要請確定每次使用同一個變數時, 其名稱所使用字母的大寫或小寫必須完全一致以小寫字母命名變數名稱是一個很好的程式技巧范洪源

8 常用變數類型型態的變數包含了位元雙倍精度浮點數的數字或陣列它們能處理實數虛數或複數變數和的內建預設值是純虛數 1 正數表示範圍從到 , 而且具有到個十進位有效位數範例 >> =.; 或是 >> = + ; 型態的變數字元陣列每一個陣列元素為一個字元, 且每個字元佔的記憶體空間這類陣列是用來儲存字元字串的資料範例 >> = ; 變數是一個 1 14 的字元陣列范洪源

9 的資料型態高度類型化語言低度類型化語言范洪源

10 變數的初始化范洪源

11 如何設定變數的內容三種用來初始化變數的方式利用宣告的方式指定資料給變數 = ; 從鍵盤輸入資料給變數 = ( 文字提示字串 ); 從檔案讀取資料第節討論范洪源

12 宣告式初始化變數宣告式一般的形式為 : = ; 是變數的名稱可以是一個純量常數陣列常數組合其他變數及數學運算公式宣告式尾端的分號也可移除等號 = 可視為一個指派算子範例 = ; = /; = ; = ; = [ ]; 范洪源

13 的陣列敘述式范洪源

14 在陣列裡的每列元素個數必須相同, 而且每欄的元素個數也必須相同定義一個違反此項規定的陣列, 都會導致執行上的錯誤錯誤的範例 >> [ ; ] 在宣告式的結尾加上分號, 可停止在指令視窗中產生數值結果的回應, 這將會大大地加快程式的執行速度如果要除錯並檢查一個宣告式的執行結果, 可將其尾端的分號拿掉, 以便顯示執行結果在指令視窗上范洪源

15 以快捷敘述式初始化變數冒號算子 ( ) 可藉著指定數列中的第一個數值遞增減值及最後數值, 來產生一整串數列範例 >> = : = 範例 >> = : : = 轉置算子 ( )() 對陣列作用的結果, 會造成行與列的互換範例 >> = = 范洪源

16 以內建函式初始化變數范洪源

17 範例例如, 使用函式來初始化變數 : = (); = (, ); = [ ; ]; = (()); 這些宣告式會產生下列矩陣 [ ] [ ] =, =, [ ] [ ] =, = 范洪源

18 常用的陣列建立函式范洪源

19 常用的陣列建立函式范洪源

20 以鍵盤輸入初始化變數範例變數儲存浮點數, 但變數儲存字元字串范洪源

21 多維陣列范洪源

22 一維陣列與二維陣列范洪源

23 陣列的記憶體配置允許我們依實際的需要來產生不同維度的陣列是以行排序 ( ) 的方式, 來配置陣列元素給記憶體亦即, 會先分配第一行的記憶體, 接著是第二行第三行, 以此類推范洪源

24 三維陣列初始化的範例 >> (:, :, ) = [ ; ]; >> (:, :, ) = [ ; ]; >> 此三維陣列包含 = 個元素 >> (:, :, ) = (:, :, ) = 范洪源

25 子陣列范洪源

26 可選擇並使用陣列的子集合, 就像把它們當成個別的陣列使用一樣若想要選擇子陣列, 只要在陣列名稱的後面加上括號, 並在括號內填上所想要選擇的元素範圍范洪源

27 範例 >> = [ ; ; ] = >> (, :) 選取陣列的第一列 = 范洪源

28 範例 >> = [ ; ; ] = >> (:, : : ) 選取陣列的第一行與第三行, 其結果和指令相同 = 范洪源

29 使用函式當函式應用在陣列的下標時, 它會傳回該下標的最大值一維陣列的範例 >> = [ ]; >> ( : ) = >> () = 范洪源

30 使用函式二維陣列的範例 >> = [ ; ; ] = >> ( :, : ) 其結果與相同 = 范洪源

31 在宣告式左邊使用子陣列二維陣列的範例承上頁 >> = [ ; ; ] = >> ( :, [ ]) = [ ; ] = 范洪源

32 二維陣列的範例承上頁 >> = [ ; ] 的內容被 2 2 矩陣覆蓋 = 當宣告式左邊包含子陣列時, 在等號兩邊的子陣列形狀必須相同否則, 將會產生錯誤的訊息請弄清楚指定數值給一個子陣列, 與指定數值給一個陣列之間的區別對這兩種情況的處理方法是不同的范洪源

33 分配純量給子陣列二維陣列的範例 >> = [ ; ; ] = >> ( :, : ) = 左上角 2 2 子陣列變成全矩陣 = 范洪源

34 擴增陣列的行或列增加二維陣列的行數承上頁 >> = [ ; ; ] = >> = [ ] 全行向量增至的第行 = 范洪源

35 擴增陣列的行或列增加二維陣列的列數承上頁 >> = [ ; ; ] = >> = [; ] 全列向量增至的第列 = 范洪源

36 陣列的合併以下宣告式的執行結果和前述方法相同范洪源

37 刪除陣列的行或列刪減二維陣列的行數承上頁 >> = [ ; ; ] = >> (:, ) = [ ] 刪除的第行 = 范洪源

38 刪除陣列的行或列刪減二維陣列的列數承上頁 >> = [ ; ; ] = >> (, :) = [ ] 刪除的第列 = 范洪源

39 提取陣列的對角右上或左下部分元素范洪源

40 對調或重排陣列的元素范洪源

41 函式的範例將陣列行行相接范洪源

42 函式的範例將向量重排為 3 3 陣列, 結果得到范洪源

43 特殊的數值范洪源

44 特殊的保留字變數和檔案名稱請盡量不要使用下列保留字范洪源

45 特殊的保留字范洪源

46 顯示輸出資料范洪源

47 浮點數的顯示格式的預設格式, 是在小數點之後顯示四位數字 >> =. = >> =. = >> =. = 范洪源

48 指令的輸出顯示格式范洪源

49 函式宣告式只顯示變數的內容, 但不顯示變數名稱 >> ( + ). +. 范洪源

50 使用函式做格式化輸出函式的一般型式格式字串用以描述輸出資料的方式顯示一個或多個純量或陣列 \ 字元稱為轉換字元 ( ) 字元 \ 稱為逸出字元 ( ) 范洪源

51 函式格式字串中常用的轉換字元范洪源

52 傳換字串或格式碼的完整版語法范洪源

53 范洪源

54 格式碼的範例范洪源

55 範例 \ \ 函式無法顯示變數的虛部范洪源

56 資料檔案范洪源

57 使用指令儲存變數內容將工作區裡所有的變數儲存至一個預設副檔名為的檔案, 其檔案名稱為將變數儲存至檔案將變數儲存至檔案若使用編碼儲存, 檔案名稱通常與變數名稱一致, 而且也可取作為檔名范洪源

58 使用指令載入變數內容或是將檔案裡的所有變數都回復到檔案儲存前在工作區的狀態或是將檔案裡的所有數據資料, 以變數名稱儲存在工作區內范洪源

59 範例將變數和儲存在檔案將和的內容重新載入至工作區查詢變數是否回復原來的狀態范洪源

60 純量與陣列運算范洪源

61 兩純量間的標準算術運算實數與複數均採用下列純量運算范洪源

62 純量運算的範例括號可以視需要用來將算式中的相關項次分組從最內層的括號算起, 括號中的敘述式將會被優先計算范洪源

63 陣列與矩陣運算陣列運算依據元素對元素方式執行運算兩陣列間的列數目與行數目必須完全相同運算後的陣列維度和原來的陣列維度相同矩陣運算依據線性代數運算規則來計算矩陣和的維度相同才能相加減若矩陣乘法要能夠正確執行, 則的行數必須等於的列數 = [,,, ] = = 純量乘法 ( ) =, 其中為一純量范洪源

64 重要的陣列運算范洪源

65 重要的陣列運算范洪源

66 陣列運算的範例 [ ] [ ] =, = 相當於 + 范洪源

67 基本的矩陣運算范洪源

68 矩陣轉置與共軛轉置取矩陣的共軛轉置取矩陣的轉置若為實數矩陣, 則和的結果一樣范洪源

69 矩陣除法特有的矩陣除法矩陣左除法 \ 左除法由來定義, 其中為的反矩陣此運算等價於求解線性系統或是聯立方程組矩陣右除法矩陣除法由來定義此運算等價於求解線性系統在上述除法中, 我們假設為一個可逆的或是非奇異的方陣范洪源

70 矩陣左除法的範例試用 M 求解線性系統 = \ 范洪源

71 運算的順序范洪源

72 算術運算的順序使用必要的括弧, 將使你的運算式更為清楚易懂例如運算式 +1 應輸入為, 而非范洪源

73 內建的函式范洪源

74 數學函數與函式在數學定義裡, 函數 () 是含有一個或一個以上變數的敘述式, 而且這些變數會對應到單一的結果不像數學函數的定義, 函式能將一個以上的結果, 傳回所呼叫的程式中范洪源

75 數學函數與函式函式的輸入引數或是輸出引數, 其元素可以包含複數一個純虛數或是複數的資料型態, 是以具有記憶體配置的變數儲存之兩個型態的記憶體配置范洪源

76 常用的函式范洪源

77 常用的函式范洪源

78 常用的函式范洪源

79 常用的函式范洪源

80 繪圖功能簡介范洪源

81 的基本繪圖指令與輸出裝置無關的強大繪圖功能, 可將任何資料瞬間繪製成圖形如果想要畫出一組數據資料的二維圖形, 只要產生兩個各含值的向量, 並使用函式即可以指令苗繪函數圖形描繪函數 = () = 在區間 [0, 10] 上的圖形范洪源

82 函數 = () 的二維圖形范洪源

83 增加圖形標題與軸說明裝飾函數圖形承上例描繪函數 = () = 在區間 [0, 10] 上的圖形預設值是范洪源

84 增加圖形標題與軸說明范洪源

85 函數 = (, ) 的三維圖形范洪源

86 圖形化影像輸出指令將繪圖結果, 藉由指定選項及檔名, 以圖形化影像方式來儲存指令的形式 : 將目前指定的圖形, 產生格式的影像檔, 並以的檔名儲存其他檔案格式的選項范洪源

87 圖形化影像輸出在圖形視窗中, 使用功能表輸出圖檔范洪源

88 多重線條繪圖在相同的軸線上的兩個函數圖形 1 = () = (2) 2 = () = 2 (2) 范洪源

89 線條顏色資料標記形式及線條樣式範例描繪函數 = () = 在區間 [0, 10] 上的圖形范洪源

90 線條顏色資料標記形式及線條樣式范洪源

91 圖形說明圖形說明指令的基本形式為其中等, 是所畫線條的相關標示, 而是指定圖形說明在圖形視窗位置的一組字串范洪源

92 指令的範例函數 () 及其導函數的圖形說明范洪源

93 范洪源

94 對數座標的圖形除了線性座標, 也可把資料畫在對數座標上函式將資料畫在線性軸上函式將資料畫在對數軸上, 資料畫在線性軸上函式將資料畫在線性軸上, 資料畫在對數軸上函式將資料都畫在對數軸上范洪源

95 對數座標的範例范洪源

96 范洪源

97 程式除錯范洪源

98 的程式有三種類型的錯誤語法錯誤 ( ) 在敘述式裡的錯誤, 如拼字錯誤或是標點錯誤當第一次執行檔案時, 編譯器將會檢測到這類錯誤執行時的錯誤 ( ) 當程式嘗試執行一個不合法的數學運算如除以這些錯誤將使程式回應或, 造成無效的計算結果邏輯錯誤 ( ) 程式已編譯完成, 而且已執行完畢, 卻得到錯誤的答案范洪源

99 程式除錯的小叮嚀若宣告式過於冗長, 請將原宣告式改成幾個較短的宣告檢查每個宣告式中的括弧位置確認正確地初始化所有的變數確認在每個函式裡都使用了正確的單位在程式中增加一些輸出宣告或將宣告尾端移除, 作為計算過程中的檢驗點例如, 可將宣告式改為請他人幫忙檢查程式碼, 可減少除錯盲點范洪源

100 范洪源

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