【MATLAB】MATLAB基本运算
在程序設計語言中,一般包含算數運算、關系運算、邏輯運算,而MATLAB的運算都是針對矩陣而言的,既有矩陣意義下的運算,也有針對矩陣元素的運算。
一、算數運算
1、分類
基本算術運算
點運算
2、基本算術運算
- 基本算術運算符:+(加)、-(減)、*(乘)、/(右除)、(左除)、^(乘方)。
- MATLAB的除法運算分為右除和左除。
- MATLAB的算術運算是在矩陣意義下進行的。
- 單個數據的算術運算只是矩陣運算的一種特例。
(1)加減運算
- 若兩矩陣同型,則運算時兩矩陣的相應元素相加減。
- 若兩矩陣不同型,則MATLAB將給出錯誤信息。
- 一個標量也可以和矩陣進行加減運算,這時把標量和矩陣的每一個元素進行加減運算。
(2)乘法運算
- 矩陣A和B進行乘法運算,要求A的列數與B的行數相等,此時則稱A、B矩陣是可乘的,或稱A和B兩矩陣維數和大小相容。
- 如果兩者的維數或大小不相容,則將給出錯誤信息,提示用戶兩個矩陣是不可乘的。
(3)除法運算
- 在MATLAB中,有兩種矩陣除法運算:右除/和左除\。
- 如果A矩陣是非奇異方陣,則B/A等效于B*inv(A),A\B等效于inv(A)*B。
- 對于矩陣來說,右除和左除表示兩種不疼痛的除數矩陣和被除數矩陣的關系。
(4)乘方運算
一個矩陣的乘方運算可以表示成A^x,要求A為方陣,x為標量。
(5)點運算
- 點運算符:.*、./、.\和.^。
- 兩矩陣進行點運算是指它們的對應元素進行相關運算,要求兩矩陣同型。
C=A.B表示兩個矩陣對應元素做乘法運算
D=AB表示矩陣意義下的乘法運算
當x=0.1、0.4、0.7、1時,分別求y=sin x cos x的值。
因為x是一個向量,sin(x)和cos(x)是和x同長度向量,所以用點乘運算。
二、關系運算
- 關系運算符通常用來表示條件
- 關系運算符:<(小于)、<=(小于或等于)、>(大于)、>=(大于或等于)、==(等于)、~=(不等于)。
- 當兩個比較量是標量時,直接比較兩數的大小。若關系成立,關系表達式結果為1,否則為0。
- 當參與比較的量是兩個同型的矩陣時,比較是對兩矩陣相同位置的元素按標量關系運算規則逐個進行,最終的關系運算的結果是一個與原矩陣同型的矩陣,它的元素由0或1組成。
- 當參與比較的一個是標量,而另一個是矩陣時,則把標量與矩陣的每一個元素按標量關系運算規則逐個比較,最終的關系運算的結果是一個與原矩陣同型的矩陣,它的元素由0或1組成。
例子:
建立3階方陣A,判斷A的元素是否為偶數。
P=rem(A,2)==0
rem(A,2)表示矩陣A的每個元素除以2的余數矩陣
rem(A,2)==0表示余數矩陣與0進行等于比較運算,0倍擴展為與A同型的零矩陣
P表示等于比較的結果矩陣
最后結果矩陣P中元素為1的位置,就是A矩陣中偶數的位置
三、邏輯運算
邏輯運算符:&(與)、|(或)和~(非)。
(1)設參與邏輯運算的是兩個標量a和b,那么運算規則為:
- a&b
a、b全為非零時,運算結果為1,否則為0。 - a|b
a、b中只要有一個為非零時,運算結果為1 。 - ~a
當a為零時,運算結果為1;當a為非零時,運算結果為0。
3<4 & 6>5
因為3小于4是1,6大于5是1,兩者作邏輯與運算后,結果是1。
~(9 == 1)
因為9==1的結果是0,對它做邏輯非運算后,結果為1.
~9==1
在算術運算、關系運算和邏輯運算中,算術運算的優先級最高,邏輯運算優先級最低。但邏輯非運算是單目運算,也就是只需要一個操作數,它的優先級比雙目運算要高。
所以先做非9運算,非9運算的結果是0,0 ==1這個表達式的結果為0。
(2) 若參與邏輯運算的是兩個同型矩陣,那么將對矩陣相同位置上的元素按標量規則逐個進行運算,最終運算結果是一個與原矩陣同型的矩陣,其元素由1或0組成。
(3)若參與邏輯運算的一個是標量,一個是矩陣,那么將在標量與矩陣中的每個元素之間按標量規則逐個進行運算,最終運算結果是一個與矩陣同型的矩陣,其元素由1或0組成。
例子:
水仙花數是指各位數字的立方之和等于該數本身的三位正整數。
求全部水仙花數。
總結
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