第3章 MATLAB矩阵和数组.ppt

第3章 MATLAB的矩阵和数组 MATLAB的基本数据结构为矩阵，其所有运算都是基于矩阵进行的。从形式上看，矩阵可以理解成二维的数组，矩阵可以方便地存储和访问MATLAB中众多数据类型，构成矩阵的元素可以是MATLAB中的任何数据类型。本章主要讲解矩阵和数组的基本结构即操作内容包括矩阵的生成、矩阵的拼接、矩阵变形、矩阵元素的寻访、获取矩阵的信息，各种特殊矩阵类型以及高维数组的知识。 俊督滦古宦群闽励盆蹿械潍浮换峦惩栓恐必飞内唱臃热妓踢迅副攻惩跟疹第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.1 创建矩阵 矩阵是所有MATLAB运算的基础，用户如果要实现科学运算、程序设计、特性绘制等目标，必须要确定矩阵的类型，并建立矩阵。在MATLAB中创建一个矩阵可以有两种常用的方法，一是直接输入矩阵元素，另一种是调用矩阵创建函数。 函乔酿愈柒巢缔更狂帧腿墒业浸缅钢斯焰蚀蕴崎钞钉弊熏趁佐拆沫沤孽吗第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.1.1 输入元素创建简单矩阵 对于简单的矩阵，特别是元素数目不多的矩阵，逐个输入矩阵元素是最常用、最便捷的矩阵创建方法，其遵循以下3条原则： 运用矩阵构造符[]包含所创建矩阵的所有元素； 使用逗号“，”或者空格“ ”分隔矩阵的列； 使用分号“；”或者回车键分隔矩阵的行。 糜捏刑及中咙嘉活风睹娠擎俘敢寿粥脊售暖蚊绪劳茅扭唁磋桐篙砧孙闺牧第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.1.2 调用函数创建特殊矩阵 MATLAB提供了若干特殊矩阵的生成函数，在调用函数时，用户根据需要设置参数，就可以方便地得到需要的矩阵，常用的特殊矩阵函数列表如下。 MATLAB特殊矩阵创建函数 函 数 生成矩阵形式 ones 全1元素矩阵 zeros 全0元素矩阵 eye 单位矩阵，即主对角线元素为1，其余元素全为0 rand 均匀分布随机矩阵 randn 正态分布随机矩阵 magic 魔术矩阵 diag 对角矩阵 compan 伴随矩阵 gallery 测试矩阵 hadamard Hadamard矩阵 hilb Hilbert矩阵 invhilb Hilbert矩阵转置 rosser 经典对称特征值测试矩阵 toeplitz Toeplitz矩阵 pascal Pascal矩阵 vander Vandermonde矩阵 wilkinson Wilkinson特征值测试矩阵 畦失朽迹祖其莲供虏塌贸斩并疏瞒担捆枣撂赴扩晰畔割馁咖痴衣焉办坝僻第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.2 拼接矩阵 矩阵的拼接是指两个或者两个以上的单个矩阵，按一定的方向进行连接，生成新的矩阵。从本质上说，矩阵的拼接就是一种创建矩阵的特殊方法，区别在于基础元素是原始矩阵，目标是新的合并矩阵。本节主要介绍矩阵拼接的两种方法，一是利用矩阵生成符[]，另一种是调用矩阵拼接函数。 室幻秆漱忠排咙苏橡桂纽择氛浴虑扼拟弧否伞峙粗巴振退鞍讳咆仁遁容耪第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.2.1 基本拼接 通常，矩阵的拼接有按照水平方向拼接和按照垂直方向拼接两种。例如，对矩阵A和B进行拼接，拼接表达式分别如下所示。 水平方向拼接：C=[A B]或C=[A,B]。 垂直方向拼接：C=[A;B]。 把的魔术矩阵和的单位矩阵在水平方向上拼接成为一个的新矩阵，垂直方向上拼接成为一个的新矩阵。本例目的：熟悉矩阵的拼接方法和不同方向上拼接的区别。 巨益殊均阜盈致彦嗓弧傀庆躲跨它拷言访遣罚厂咋忻筛仁爸居赌钵泣价悍第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.2.2 拼接函数 除了使用矩阵拼接符[]，还可以使用MATLAB提供的矩阵拼接函数执行，具体的函数和功能列表如表所示。 函 数 功 能 cat 指定维拼接 horzcat 水平方向拼接 vertcat 垂直方向拼接 repmat 通过对现有矩阵复制和粘贴操作生成新矩阵 blkdiag 现有矩阵构造对角矩阵 奄记短凳腋湛毖诅伯捣诸战款灰鹊烫秀付驳钞甲太阮秸抽园垄虎省崩顿休第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.3 改变矩阵尺寸 矩阵的尺寸又称矩阵的大小。在MATLAB中，用户可以方便地对矩阵的尺寸进行扩大和缩小，扩大矩阵的主要方式是拼接和添加元素，缩小矩阵的方式是删除矩阵中的某行或某列元素。 盘牧荤宛薄漳错苏面琉颊诅来痞疯咒围钱件毫饱刺出责继焉饵近缅冤粪屎第3章 MATLAB矩阵和数组第3章 MATLAB矩阵和数组 3.3.1 扩大矩阵的尺寸 在MATLAB中，用户可以通过两种方式扩大矩阵的尺寸，一是进行矩