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MATLAB基础操作,矩阵乘法、数组矩阵索引、最大最小运算符、零矩阵/随机矩阵/单位矩阵的生成、log函数、Inf和NaN的含义,语句过长用连接符换行、逻辑运算符以及区别

2026-11-14 04:47:00 来源:互联网转载

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文章目录

  • 前言
  • 一、矩阵相乘
  • 二、矩阵生成
    • 1.直接输入
    • 2.单位矩阵
    • 3.全零矩阵
    • 2.全一矩阵
    • 2.随机矩阵
    • 三、矩阵操作
    • 四、矩阵/数组索引
    • 五、最大最小运算符
    • 六、矩阵求和-sum函数
    • 七、语句过长换行书写
    • 八、逻辑运算符(与或非、异或、"&&"与"&"、"||"与"|")
    • 九、log函数在MATLAB中的表达
    • 十、Matlab中的Inf和NaN的含义
    • 十一、同时给多个变量或矩阵赋值
    • 十二、MATLAB取整与取余函数
    • 总结

      前言

      本文总结MATLAB编程时的一些基本操作,适用于新手小白,主要包括矩阵相乘、生成矩阵、矩阵基本操作、数组索引、最大最小操作符。


      一、矩阵相乘

      线性代数的两个矩阵相乘:用符号 “ * ” 例如A*B得到A与B的矩阵相乘,A的列数与B的行数要一致。

      矩阵对应元素相乘:用符号点乘 " . * " A 点乘B得到A矩阵与B矩阵对应元素相乘的结果。

      代码示例:

      二、矩阵生成

      1.直接输入

      语法:

      (1)在[]内输入矩阵元素;

      (2)矩阵同行元素以逗号‘,’或空格分隔;

      (3)矩阵不同行用分号‘;’或回车分隔;

      (4)若[]中无元素表示空矩阵(会有警告出现,提示你预先分配内存);

      代码如下(示例):

      2.单位矩阵

      语法:

      A = eye(m,n)m-行数目n-列数目

      代码如下(示例):

      代码如下(示例):

      3.全零矩阵

      语法:

      A = zeros(m,n)m-行数目n-列数目

      代码如下(示例):

      2.全一矩阵

      语法:

      A = ones(m,n)m-行数目n-列数目

      代码如下(示例):

      2.随机矩阵

      语法:

      A = rand(m,n)m-行数目n-列数目rand 生成0-1之间的数,需要其他值的可以在后面加减乘除一个数A = rand(m,n) * 10  生成取值为0-10的矩阵A = rand(m,n) + 5  生成取值为5-15的矩阵A = -rand(m,n)  生成取值为-1-0的矩阵

      代码如下(示例):

      三、矩阵操作

      1.转置:符号-单引号 ’

      A转置=A’

      2.两个矩阵拼接:符号-中括号[]

      [A,B:A与B水平拼接

      [A;B]:A与B垂直拼接

      代码如下(示例):

      四、矩阵/数组索引

      直接看图

      代码如下(示例):

      五、最大最小运算符

      最大运算符max

      最小运算符min

      *语法:

      max([a,b,c,d,,,])——取出矩阵中的最大元素max(A)——取出矩阵A中的最大元素max([a,b,c,d,,,])——取出矩阵中的最小元素max(A)——取出矩阵A中的最小元素

      代码如下(示例):

      六、矩阵求和-sum函数

      1.向量求和

      *语法:

      A = [1 2 3]sum(A)——得到A矩阵所有元素的和sum([4 5 6])——得到行向量4 5 6的和

      代码如下(示例):

      2.矩阵按列求和

      *语法:

      sum(需要按列求和的矩阵)

      A = [1 2 3;4 5 6;1 1 1]sum(A)

      代码如下(示例):

      3.矩阵按行求和

      *语法:

      sum(需要按列求和的矩阵,2)

      A = [1 2 3;4 5 6;3 2 1]sum(A,2)

      代码如下(示例):

      4.矩阵所有元素求和

      *语法:加上标识符“all”

      sum(要求和的矩阵,‘all’)

      A = [1 2 3;1 2 3;4 5 6]sum(A,'all')

      代码如下(示例):

      七、语句过长换行书写

      编写matlab代码程序时候,可能会出现代码太长,一行写的过长会不适合阅读,也难以识别错误

      解决办法:

      使用连接符号(“…”)

      语法:三个点就是连接符

      A = a+b+…

      c-d-…

      e

      A = [1 2 3;1 2 3;4 5 6]B= A(1,1)+A(1,2)+...A(1,3)+A(2,1)-...A(3,1)结果:B= 1+2+3+1-4=3

      代码如下(示例):

      八、逻辑运算符(与或非、异或、“&&“与”&”、“||“与”|”)

      符号含义
      &与
      竖线或
      ~非
      xor异或
      any(x)x中任意有一元素非零时,返回“1”,否则返回“0”
      all(x)x的所有元素非零时,返回“1”,否则返回“0”

      “&”和“|”操作符可比较两个标量或两个同阶矩阵.对于矩阵来说必须符合规则,如果A和B都是0-1矩阵,则A&B或A|B也都是0-1矩阵,这个0-1矩阵的元素是A和B对应元素之间逻辑运算的结果,逻辑操作符认定任何非零元素都为真,给出“1”,任何零元素都为假,给出“0”。

      除上述逻辑运算符之外,MATLAB还可以使用"&&“和”||"运算符(&& 和 || 被称为 & 和 | 的short circuit形式)

      Matlab中的逻辑运算"&&“与”&“,”||“与”|"的区别如下:

      A&B

      (1)首先判断A的逻辑值,然后判断B的值,然后进行逻辑与的计算。

      (2)A和B可以为矩阵(e.g. A=[1 0],B=[0 0])。

      A&&B

      (1)首先判断A的逻辑值,如果A的值为假,就可以判断整个表达式的值为假,就不需要再判断B的值。

      (2)A和B不能是矩阵,只能是标量。

      "|"与“||”同理。

      A&&B 首先判断A的逻辑值,如果A的值为假,就可以判断整个表达式的值为假,就不需要再判断B的值。这种用法非常有用,如果A是一个计算量较小的函数,B是一个计算量较大的函数,那么首先判断A对减少计算量是有好处的。

      九、log函数在MATLAB中的表达

      Matlab中的对数使用,matlab中提供了log10、log2和以e为底的对数。

      表达式含义
      log()以e为底的对数
      log10()以10为底的对数
      log2()以2为底的对数

      十、Matlab中的Inf和NaN的含义

      Matlab中的Inf和-Inf分别代表正无穷和负无穷。

      NaN表示非数值的值,产生一般是由于0 做了分母或者运算溢出,产生了超出双精度浮点数数值范围的结果,非数值量则是因为0/0,或者Inf/Inf型的非正常运算。

      语句含义
      Inf正无穷
      -Inf负无穷
      NaN非数值结果

      注意:两个NaN是不相等的

      十一、同时给多个变量或矩阵赋值

      很多时候需要给多个变量赋值,一行一行的写不仅过于冗长而且写起来很麻烦,下面就介绍一个可以一次性给多个变量或矩阵赋值的操作,即用函数deal().

      具体代码如下:

      // 同时给多个变量或矩阵赋值[Y1, Y2, Y3, …] = deal(X);  % 即Y1=Y2=Y3=X[Y1, Y2, Y3, …] = deal(zeros(K,M));  % 即Y1=Y2=Y3,全部赋值为K*M维的零矩阵[Y1, Y2, Y3, …] = deal(X1, X2, X3, …);  % 即Y1=X1,Y2=X2,Y3=X3,常数和矩阵都可以这样操作[x,y,z]=deal(100);  %x,y,z同时初始化为100[a,b,c]=deal(‘mat’,'lab’,'sky’); %对a,b,c分别初始化为mat,lab,sky

      十二、MATLAB取整与取余函数

      1.取整函数

      函数名作用
      fix朝零方向取整
      floor(地板)向下取整,即朝负无穷方向取整
      ceil(天花板)向上取整,即朝正无穷方向取整
      round四舍五入到最近的整数

      代码示例:

      %%fix函数fix(-1.3)=-1;fix(1.9)=1%%floor函数floor(-1.3)=-2;floor(1.3)=1;%%ceil函数ceil(-1.3)=-1;ceil(1.3)=2;%%round函数round(-1.52)=-2;round(1.3)=1

      2.取余函数

      (1)MATLAB中有两个类似函数:一个是取模(mod),另一个是取余(rem),两者的不同之处在于:

      当x和y的正负号一样的时候,两个函数结果是相同的。

      当x和y的符号不同时,rem函数结果的符号和x的一样,而mod和y一样。

      (2)两个异号整数取模原理

      先将两个整数看作是正数,再作除法运算能整除时,其值为0不能整除时,其值=除数×(整商+1)-被除数

      总结

      本文总结归纳了一些MATLAB的基础操作,包括矩阵乘法、数组矩阵索引、最大最小运算符、零矩阵/随机矩阵/单位矩阵的生成、log函数的表达、Inf和NaN的含义,语句过长用连接符换行语句、逻辑运算符以及区别

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