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第一章：Matlab 基础入门

news 来源：原创 2025/5/3 22:13:59

第一章：Matlab 基础入门

1.1 基本数据类型

MATLAB 支持多种数据类型，包括数值型、字符型、逻辑型等。了解这些数据类型是使用 MATLAB 进行编程的基础。

1.1.1 数值型数据

整数: 表示整数值，例如 1, -5, 100 等。
浮点数: 表示带有小数部分的数值，例如 3.14, -0.001, 2.71828 等。

代码示例:

% 定义整数
a = 10;
b = -5;

% 定义浮点数
c = 3.14159;
d = -0.001;

% 显示变量类型
disp(class(a));  % 输出: int32 (取决于系统)
disp(class(c));  % 输出: double

1.1.2 字符型数据

字符: 用单引号括起来的单个字符，例如 'A', 'b', '1' 等。
字符串: 用双引号括起来的字符序列，例如 "Hello", "MATLAB", "12345" 等。

代码示例:

% 定义字符
ch = 'A';

% 定义字符串
str = char('Hello, MATLAB!');

% 字符串操作
str_length = strlength(str);  % 获取字符串长度
str_upper = upper(str);      % 转换为大写
str_lower = lower(str);      % 转换为小写

% 显示结果
disp(str_length);  % 输出: 14
disp(str_upper);   % 输出: HELLO, MATLAB!
disp(str_lower);   % 输出: hello, matlab!

1.1.3 逻辑型数据

逻辑值: 只有两个值，true (真) 和 false (假)，分别表示逻辑判断的结果。

代码示例:

% 定义逻辑值
is_true = true;
is_false = false;

% 逻辑运算
result_and = is_true & is_false;  % 逻辑与
result_or = is_true | is_false;   % 逻辑或
result_not = ~is_true;            % 逻辑非

% 显示结果
disp(result_and);  % 输出: 0 (false)
disp(result_or);   % 输出: 1 (true)
disp(result_not);  % 输出: 0 (false)

1.1.4 数组与矩阵

数组: 一组相同类型数据的集合，可以是数值型、字符型或逻辑型。
矩阵: 二维数组，常用于表示数学中的矩阵。

代码示例:

% 创建一维数组 (行向量)
row_vector = [1, 2, 3, 4, 5];

% 创建二维数组 (矩阵)
matrix = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9];

% 访问数组元素
element_1 = row_vector(1);  % 访问第一个元素
element_2 = matrix(2, 3);   % 访问第二行第三列元素

% 显示结果
disp(element_1);  % 输出: 1
disp(element_2);  % 输出: 6

1.2 基本运算

MATLAB 支持各种基本运算，包括算术运算、关系运算和逻辑运算。

1.2.1 算术运算

加法: +
减法: -
乘法: *
除法: /
幂运算: ^

代码示例:

% 定义变量
a = 10;
b = 3;

% 算术运算
sum = a + b;       % 加法
difference = a - b; % 减法
product = a * b;    % 乘法
quotient = a / b;   % 除法
power = a ^ b;      % 幂运算

% 显示结果
disp(sum);        % 输出: 13
disp(difference); % 输出: 7
disp(product);    % 输出: 30
disp(quotient);   % 输出: 3.3333
disp(power);      % 输出: 1000

1.2.2 关系运算

大于: >
小于: <
等于: ==
大于等于: >=
小于等于: <=
不等于: ~=

代码示例:

% 定义变量
x = 5;
y = 10;

% 关系运算
is_greater = x > y;    % 大于
is_less = x < y;       % 小于
is_equal = x == y;     % 等于
is_not_equal = x ~= y; % 不等于

% 显示结果
disp(is_greater);    % 输出: 0 (false)
disp(is_less);       % 输出: 1 (true)
disp(is_equal);      % 输出: 0 (false)
disp(is_not_equal);  % 输出: 1 (true)

1.2.3 逻辑运算

与: &
或: |
非: ~

代码示例:

% 定义逻辑变量
p = true;
q = false;

% 逻辑运算
result_and = p & q;  % 与
result_or = p | q;   % 或
result_not = ~p;     % 非

% 显示结果
disp(result_and);  % 输出: 0 (false)
disp(result_or);   % 输出: 1 (true)
disp(result_not);  % 输出: 0 (false)