MATLAB数据及其运算
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MATLAB数据及其运算
教学目的和要求
通过本节内容的学习，使学生掌握变量 的赋值、变量的管理、数据的输出格式； 掌握几种常用的数据类型及相关的操作 方法。
MATLAB的数据操作对象
MATLAB的基本数据单位是矩阵； 单个标量可以看成是矩阵的特例。
变量
变量命名
字母开头，包括字母、数字、下划线； 区分大小写；MATLAB提供的标准函数名以 及命令名都是小写字母。 不申明，不定义，拿来即用； 变量名长度不超过 63 ( Matlab6.5.1 版本 以上 ) （老版本只能31个） 可以用 namelengthmax 函数查看你正在使用的 matlab版本允许的变量名最多包含多少个字符
imag ( z )
实数
在采用IEEE浮点算法的计算机上，实数 的数值范围大致为10-308 ～ 10308 Matlab 中的数默认是双精度实数 (double)，表示方法同 C 语言 MATLAB的数值采用习惯的十进制表示， 可以带小数点或负号。例如：
300 9.45 -10.1 1.27e3 0.001 1.2E-3
数值型数据
最常用的数据类型 建立方法：
a=1
建立double型数据a，值为1，转化，比如
b=uint8(a)；
a转化为uint8类型（无符号整型，8位）赋值到b中，执行 结果a类型不变
a=uint8(a)；
a转化为uint8类型
a=double(a)；
a转化为double类型
字符串
建立：
使用单撇号’’括起来的字符序列，比如 str=‘This is a string’;
>> pi ans = 3.1416 >> format long >> pi ans = 3.14159265358979 >> format + >> pi ans = +
内存变量查阅、删除的指令
工作空间中驻留的变量查看
工作空间窗口显示 命令方式：who，whos
who 查阅matlab内存变量的简单信息 matlab whos 查阅matlab内存变量的详细信息
单元数据
建立
使用{ }括起来建立 a={1,’str’,[11,12;13,14]};
引用
用带有大括号下标的形式引用单元矩阵元素，如 a{1}，a{2}，a{3}； a{2}(1)， a{2}(2)， a{2}(3) a{3}(1,2)， a{3}(2,2)
赋值
如a{3}(1,2)=5
本节重点总结
format short format long format short e format long e format short g format long g format hex format + format bank format rat
例子 使用不同的数据显示格式显示数字。 在MATLAB命令行中，键入下面的指令：
字符串操作
获取字符ASCII值
double函数或者abs函数； double(‘a’); %输出字符a的ASCII值
ASCII转化为字符输出
char函数 char(63); %输出ASCII码63代表的字符
字符串
字符串操作
执行字符串内容
eval函数 eval(‘t=1’); %将字符串‘t=1’作为MATLAB语句 执行，即上面语句的执行结果为将1赋值给变量t
说 明 浮点数相对精度，定义为1.0到最近 浮点数的距离 MATLAB MATLAB能表示的实数的最大绝对值 MATLAB能表示的实数的最小绝对值 圆周率π的近似值3.1415926 复数的虚部数据最小单位 表示正无大,定义为1/0 非数，它产生于0× ∞，0/0，∞/∞ 等运算
realmax realmin pi
字符串与数值的互换
str2num num2str
结构数据
建立
结构体.成员名=表达式
student.name='Way'; student.age=26; student.grade=uint16(1);
建立结构变量student,包括三个成员名
引用
结构变量名.成员名
结构体操作
isstruct函数 %判断一个变量是否为结构体 fieldnames函数 %返回成员名 isfield函数 %判断某一名称是否为结构体的成员名 rmfield函数 %删除某一成员 getfield函数 %
清除变量
clear命令
clear 清除matlab工作空间中保存的所有变量 clear a 清除变量a clear x y 清除变量x和y（x和y之间不能用逗号） clear all 清除matlab工作空间中所有的变量、函数和mex文件
内存变量保存
保存数据
save命令
save函数的使用
语法： save文件名 变量名 -append -ascii
赋值语句
变量=表达式 表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接起 来的式子，其结果是一个矩阵。 前者将表达式的值赋值给=前的变量，后者 将表达式的值赋值给默认变量ans
预定义变量
在MATLAB工作空 常 量 间 中 ， 还 驻 留 几 eps 个由系统本身定 义的变量。 预定义变量有特 定的含义，在使 用时，应尽量避 免对这些变量重 新赋值。
数的输出格式
数据输出格式控制
format函数使用 语法：format 格式符 只影响数据输出格式，不影响计算和存储 默认输出格式为short格式
指 format
令
说
明
示
例
默认的数据格式，同 short 格式一致 具有固定的显示格式，保留小数点后四位有效数 字，对于大于 1000 的数值，使用科学计数法表示 具有固定的 15 位有效数字 具有 5 位有效数字的科学计数法表示 具有 15 位有效数字的科学计数法表示 紧凑的显示方法，在 format short 和 format short e 中自动选择数据的显示格式 紧凑的显示方法，在 format long 和 format long e 中自动选择数据的显示格式 使用十六进制的数据形式表示 在使用该格式显示大矩阵时，分别使用正号、负 号或者空格显示矩阵元素中的正数、负数或者 0 使用金融的数据显示方法，小数点后只有两位有 效数字 使用近似的分数表示数值
MATLAB的数据类型
数值型
双精度（8字节） 单精度 带符号和无符号整型
字符串 结构体 单元cell 多维矩阵 稀疏矩阵
基本数值类型
数据类型 double single uint8 uint16 uint32 uint64 int8 int16 int32 int64 说 明 双精度数据类型 单精度数据类型 无符号8位整数 无符号16位整数 无符号32位整数 无符号64位整数 有符号8位整数 有符号16位整数 有符号32位整数 有符号64位整数 字节数 8 4 1 2 4 8 1 2 4 8
271.82 显示为 271.8200 2718.2 显示为 2.7182e+003 2.71828182845905 2.7183e+000 2.718281828459046e+000 2.7183 2.71828182845905 4005bf0a8b14576a + 2.72 1457/536
变量和语句（命名、赋值）
变量命名 赋值语句 变量的建立、删除、保存等操作命令
数据的输出形式 数据类型及相应的操作方式
数值型 字符型 结构型 单元
与复数相关的一些函数
real ( z ) abs ( z ) angle ( z ) conj ( z )
z = a + bi = reiθ
给出复数z的实部a = r cos θ 给出复数z的虚部b = r sin θ 给出复数z的模r = a 2 + b 2 b 给出复数z的相角θ = arctg a 给出复数zLeabharlann Baidu共轭复数z
i，j inf 或 Inf NaN或 nan
复数单位i，j的 说明
复数单位：
i = j = −1
z2=5-6*j
复数的输入： z1=3+4*i
M atlab 中 复 数 运 算 不 需 要 特 殊 处 理 ， 可以直接进行，如： z1 + z 2 z1* z 2 z1 ^ 3 ， ， z1 − z 2 z1 / z 2
教学目的和要求
通过本节内容的学习，使学生掌握变量 的赋值、变量的管理、数据的输出格式； 掌握几种常用的数据类型及相关的操作 方法。
MATLAB的数据操作对象
MATLAB的基本数据单位是矩阵； 单个标量可以看成是矩阵的特例。
变量
变量命名
字母开头，包括字母、数字、下划线； 区分大小写；MATLAB提供的标准函数名以 及命令名都是小写字母。 不申明，不定义，拿来即用； 变量名长度不超过 63 ( Matlab6.5.1 版本 以上 ) （老版本只能31个） 可以用 namelengthmax 函数查看你正在使用的 matlab版本允许的变量名最多包含多少个字符
imag ( z )
实数
在采用IEEE浮点算法的计算机上，实数 的数值范围大致为10-308 ～ 10308 Matlab 中的数默认是双精度实数 (double)，表示方法同 C 语言 MATLAB的数值采用习惯的十进制表示， 可以带小数点或负号。例如：
300 9.45 -10.1 1.27e3 0.001 1.2E-3
数值型数据
最常用的数据类型 建立方法：
a=1
建立double型数据a，值为1，转化，比如
b=uint8(a)；
a转化为uint8类型（无符号整型，8位）赋值到b中，执行 结果a类型不变
a=uint8(a)；
a转化为uint8类型
a=double(a)；
a转化为double类型
字符串
建立：
使用单撇号’’括起来的字符序列，比如 str=‘This is a string’;
>> pi ans = 3.1416 >> format long >> pi ans = 3.14159265358979 >> format + >> pi ans = +
内存变量查阅、删除的指令
工作空间中驻留的变量查看
工作空间窗口显示 命令方式：who，whos
who 查阅matlab内存变量的简单信息 matlab whos 查阅matlab内存变量的详细信息
单元数据
建立
使用{ }括起来建立 a={1,’str’,[11,12;13,14]};
引用
用带有大括号下标的形式引用单元矩阵元素，如 a{1}，a{2}，a{3}； a{2}(1)， a{2}(2)， a{2}(3) a{3}(1,2)， a{3}(2,2)
赋值
如a{3}(1,2)=5
本节重点总结
format short format long format short e format long e format short g format long g format hex format + format bank format rat
例子 使用不同的数据显示格式显示数字。 在MATLAB命令行中，键入下面的指令：
字符串操作
获取字符ASCII值
double函数或者abs函数； double(‘a’); %输出字符a的ASCII值
ASCII转化为字符输出
char函数 char(63); %输出ASCII码63代表的字符
字符串
字符串操作
执行字符串内容
eval函数 eval(‘t=1’); %将字符串‘t=1’作为MATLAB语句 执行，即上面语句的执行结果为将1赋值给变量t
说 明 浮点数相对精度，定义为1.0到最近 浮点数的距离 MATLAB MATLAB能表示的实数的最大绝对值 MATLAB能表示的实数的最小绝对值 圆周率π的近似值3.1415926 复数的虚部数据最小单位 表示正无大,定义为1/0 非数，它产生于0× ∞，0/0，∞/∞ 等运算
realmax realmin pi
字符串与数值的互换
str2num num2str
结构数据
建立
结构体.成员名=表达式
student.name='Way'; student.age=26; student.grade=uint16(1);
建立结构变量student,包括三个成员名
引用
结构变量名.成员名
结构体操作
isstruct函数 %判断一个变量是否为结构体 fieldnames函数 %返回成员名 isfield函数 %判断某一名称是否为结构体的成员名 rmfield函数 %删除某一成员 getfield函数 %
清除变量
clear命令
clear 清除matlab工作空间中保存的所有变量 clear a 清除变量a clear x y 清除变量x和y（x和y之间不能用逗号） clear all 清除matlab工作空间中所有的变量、函数和mex文件
内存变量保存
保存数据
save命令
save函数的使用
语法： save文件名 变量名 -append -ascii
赋值语句
变量=表达式 表达式 其中表达式是用运算符将有关运算量连接起 来的式子，其结果是一个矩阵。 前者将表达式的值赋值给=前的变量，后者 将表达式的值赋值给默认变量ans
预定义变量
在MATLAB工作空 常 量 间 中 ， 还 驻 留 几 eps 个由系统本身定 义的变量。 预定义变量有特 定的含义，在使 用时，应尽量避 免对这些变量重 新赋值。
数的输出格式
数据输出格式控制
format函数使用 语法：format 格式符 只影响数据输出格式，不影响计算和存储 默认输出格式为short格式
指 format
令
说
明
示
例
默认的数据格式，同 short 格式一致 具有固定的显示格式，保留小数点后四位有效数 字，对于大于 1000 的数值，使用科学计数法表示 具有固定的 15 位有效数字 具有 5 位有效数字的科学计数法表示 具有 15 位有效数字的科学计数法表示 紧凑的显示方法，在 format short 和 format short e 中自动选择数据的显示格式 紧凑的显示方法，在 format long 和 format long e 中自动选择数据的显示格式 使用十六进制的数据形式表示 在使用该格式显示大矩阵时，分别使用正号、负 号或者空格显示矩阵元素中的正数、负数或者 0 使用金融的数据显示方法，小数点后只有两位有 效数字 使用近似的分数表示数值
MATLAB的数据类型
数值型
双精度（8字节） 单精度 带符号和无符号整型
字符串 结构体 单元cell 多维矩阵 稀疏矩阵
基本数值类型
数据类型 double single uint8 uint16 uint32 uint64 int8 int16 int32 int64 说 明 双精度数据类型 单精度数据类型 无符号8位整数 无符号16位整数 无符号32位整数 无符号64位整数 有符号8位整数 有符号16位整数 有符号32位整数 有符号64位整数 字节数 8 4 1 2 4 8 1 2 4 8
271.82 显示为 271.8200 2718.2 显示为 2.7182e+003 2.71828182845905 2.7183e+000 2.718281828459046e+000 2.7183 2.71828182845905 4005bf0a8b14576a + 2.72 1457/536
变量和语句（命名、赋值）
变量命名 赋值语句 变量的建立、删除、保存等操作命令
数据的输出形式 数据类型及相应的操作方式
数值型 字符型 结构型 单元
与复数相关的一些函数
real ( z ) abs ( z ) angle ( z ) conj ( z )
z = a + bi = reiθ
给出复数z的实部a = r cos θ 给出复数z的虚部b = r sin θ 给出复数z的模r = a 2 + b 2 b 给出复数z的相角θ = arctg a 给出复数zLeabharlann Baidu共轭复数z
i，j inf 或 Inf NaN或 nan
复数单位i，j的 说明
复数单位：
i = j = −1
z2=5-6*j
复数的输入： z1=3+4*i
M atlab 中 复 数 运 算 不 需 要 特 殊 处 理 ， 可以直接进行，如： z1 + z 2 z1* z 2 z1 ^ 3 ， ， z1 − z 2 z1 / z 2