matlab-GUI矩阵计算器

数学应用软件工具箱开发

——矩阵计算器

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2014年9月11日

一.操作过程

1.准备工作

①在Matlab的主窗口中，选择File菜单中的New菜单项，再选择其中的GUI 命令，就会显示GUI的设计模板；

②选择GUI模板中的默认的空白模版Blank GUI（Default）就会显示GUI设计窗口，可以开始设计矩阵计算器了。

2.设计过程

①在GUI界面中加入以下控件：

1>2个文本编辑器(edit text)作为输入矩阵的窗口；

2>16个用以执行运算的按钮（push button）；

3>4个静态文本框（static text），其中一个作为显示计算所得结果的窗口，另外3个分别作为表示所输入的矩阵（A、B）以及用来输入标题（矩阵计算器）；

4>加入3个按钮组（button group）分别圈住：

a.1>中的2个控件及3>中的A、B；

b.2>中的16个计算按钮；

c.3>中的显示计算结果的窗口。

②分别双击以上25个控件修改其string属性如下：

1>中的改为空白（将原有的“edit text”删掉）；

2>中的改为对应的矩阵运算或文字，如“+”、“/R”、“秩”、“逆”等（见图1）；

3>中的按顺序改为空白、“A”、“B”以及“矩阵计算器”；

4>中的按钮组分别改为“输入区”、“功能区”、“输出区”。

③对每个控件分别单击右键，选择“view callback”→“callback”→“保存”，在每个控件的函数后加入代码（见附件）。

④此外，还需要做的小变动有：

1>②中修改string属性时通过修改fontWeight及fontSize把string的字符粗细、字号也一并修改了。

2>分别双击2个文本编辑器(edit text)将其max属性取值为100或更大的值，以使编辑器有滚动条，方便显示输入的维数比较大的矩阵。

3>双击计算结果窗口将其style改为listbox，也用于显示维数比较大的计算结果。

4>还可修改各控件的backgroundcolor(背景色)、HorizontalAligment（对齐方式）等其他属性以美化界面。

⑤保存运行的结果如下：

图1

二．功能简介

1.功能概述

此矩阵计算器能够实现一些基本的矩阵运算，包括对单个矩阵的运算以及对两个矩阵的运算。

其中，对于两个矩阵的运算有：加、减、乘、除（左除、右除）、按元素乘、按元素除以及求解线性方程组；对于単个矩阵的运算有：转置、求秩、求逆、计算行列式、求2范数、LU分解、最简阶梯阵化简、求特征值等。

计算过程中，矩阵的输入方式有两种：

1>与MATLAB中矩阵输入方式类似，即：矩阵行中的元素以空格或逗号间隔；矩阵行之间以分号间隔；整个元素列表用方括号括起来。

2>为方便计算，可直接输入每行的元素，行之间用回车间隔，每行的元素之间用空格间隔即可。

（注：本报告为能把输入的矩阵完全显示出来，选择第一种输入方式）

2.功能详细描述

1>矩阵相加（减）

输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“+”按钮，输出区显示计算结果如图2所示：

图2

输入的A、B矩阵必须是维数相同，否则不能实现相加运算。如输入不同维数的矩阵且进行相加运算，则会提示出错,如图3所示：

图3

两矩阵相减的运算过程与相加运算类似，在此不再赘述。

2>点乘（除）

输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“.*”按钮，输出区显示计算结果如图4所示：

图4

输入的A、B矩阵必须是维数相同，否则不能实现按元素乘（除）的运算。如输入不同维数的矩阵且进行按元素乘的运算，则会提示出错，提示信息同图3。

3>矩阵相乘：

输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“*”按钮，输出区显示计算结果如图5所示：

图5

输入的A、B矩阵必须满足前者的列数等于后者的行数，否则不能实现矩阵的乘法运算，出现错误提示如图6所示：

图6

4>左除（右除）：

输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“/L”按钮，输出区显示计算结果如图7所示：

图7

输入的A、B矩阵必须满足行相等，否则出现错误提示如图8所示：

图8

5>矩阵转置：

输入矩阵A=[123;456;789],点击“A’”按钮，显示结果如图9所示：

图9

6>矩阵求秩：

输入矩阵A=[123;456;789]，点击“秩”按钮，输出区显示计算结果如图10所示：

图10

7>矩阵求逆：

输入矩阵A=[124;456;789]，按下“逆”按钮，输出区显示计算结果如图11所示：

图11

本矩阵计算器求逆功能只针对非奇异方阵，如果输入矩阵A为奇异阵或非方阵，均会提示错误

A为非方阵时提示错误如图12：

图12

A为奇异阵时提示错误如图13：

图13

8>行列式：

输入A=[124;456;789]，按下“行列式”按钮，输出区显示计算结果如图14所示：

图14

输入矩阵A必须为方阵，否则无法计算行列式，提示错误如图15所示：

图15

9>范数：

输入矩阵A=[123;456;789]，按下“范数”按钮，输出区显示计算结果如16所示：