MATLAB 数据分析方法（第2版）1.3 MATLAB基本语法
1.3 MATLAB基本語法
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1.3.1 數(shù)據(jù)類型
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MATLAB中的基本數(shù)據(jù)類型有15種，主要是整型、浮點、邏輯、字符、日期和時間、結(jié)構(gòu)數(shù)組、單元格數(shù)組以及函數(shù)句柄等。不論數(shù)據(jù)是怎樣的類型，在計算機程序中總是以常量與變量的形式出現(xiàn)。
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1.常量
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在程序執(zhí)行過程中，其值不能被改變的量為常量。MATLAB中的常量也稱為數(shù)值量，簡單地可理解為具體的數(shù)值。例如：
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1）整型常量：如12、78、109。
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2）實數(shù)（浮點）型常量：如5、+5、-5.55、0.0056、6.5e-5、100e60、-0.060e-0123。
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3）字符型常量：‘a(chǎn)’、‘b’、‘MATLAB’、‘My name is Libin.’等。
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可以對常量進行運算，如算術(shù)運算、關(guān)系運算和邏輯運算等。
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MATLAB默認(rèn)的數(shù)值計算是雙精度型的，且所有數(shù)值量在內(nèi)存中也都是以雙精度保存的，但其顯示格式可有不同形式，通常用戶可在命令行窗口中用格式（format）命令臨時改變顯示方式。比如用戶希望以有理數(shù)（rational）形式顯示，則可在命令行窗口中輸入命令“format rational”。例如：
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format rational %改變當(dāng)前顯示格式為有理數(shù)格式
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x=0.75%輸入實數(shù)0.75
輸出：
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x=
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3/4
數(shù)“0.75”的有理顯示形式為“3/4”。其他顯示格式還有短格式（short，缺省格式）和長格式（long），更多格式參見表1-1所示。
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表1-1 數(shù)據(jù)的輸出格式控制
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格式
中文解釋
說明
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format
短格式（缺省格式）
缺省時為默認(rèn)短格式方式與format short相同
format short
短格式
顯示5位定點十進制數(shù)
format long
長格式
顯示15位定點十進制數(shù)
format short e
短格式e方式
顯示5位浮點十進制數(shù)
format long e
長格式e方式
顯示15位浮點十進制數(shù)
format short g
短格式g方式
顯示5位定點或5位浮點十進制數(shù)
format long g
長格式g方式
顯示15位定點或15位浮點十進制數(shù)
format hex
十六進制格式
以十六進制格式顯示
format+
+格式
以＋、-和空格分別表示矩陣中的正數(shù)、負(fù)數(shù)和零元素
format bank
銀行格式
按元、角、分（小數(shù)點后具有兩位）的固定格式顯示
format rat
有理數(shù)格式
用有理數(shù)逼近顯示數(shù)據(jù)
format compact
壓縮格式
數(shù)據(jù)之間無空行
format loose
自由格式
數(shù)據(jù)之間有空行
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讀者可在命令行窗口中輸入：x=pi然后在不同的輸出格式下輸出x的結(jié)果，觀察結(jié)果顯示的不同。
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2.變量
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在程序執(zhí)行過程中，其值可以被改變的量為變量。每一個變量需有一個變量名，它在內(nèi)存中占有一個內(nèi)存單元。MATLAB中的變量可用來存放數(shù)據(jù)，也可用來存放向量或矩陣，并進行各種運算。
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變量的命名規(guī)則是：①變量名區(qū)分字母大小寫；②變量名以字母開頭，可以由字母、數(shù)字、下劃線組成，但不能使用標(biāo)點；③變量名長度不超過63位，最多只能含有63個字符，后面的字符無效。
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為了便于閱讀程序，對變量或程序可作注釋，“%”是注釋符，“%”后面的內(nèi)容為注釋，對MATLAB的計算不產(chǎn)生任何影響。
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同常量一樣，變量可分為整型、實型（浮點）、字符型等。在命令行窗口的狀態(tài)下，所有的變量均存在于工作區(qū)中，且不同類型的變量在工作區(qū)中一般用不同圖標(biāo)區(qū)別，如字符型變量用圖標(biāo)“abc”表示等。
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3.永久變量
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永久變量是變量的一種特殊情況，它在工作區(qū)中看不到，但是使用者可直接調(diào)用。表1-2列出了永久變量及其含義。
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表1-2 永久變量表
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名稱
取值
名稱
取值
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ans 計算結(jié)果的默認(rèn)變量名
pi 圓周率π的近似值(3.1416)
eps 數(shù)學(xué)中無窮小(epsilon)的近似值(2.2204e-016)
inf 無窮大，如1/0=inf(infinity)
NaN 非數(shù)，如0/0=NaN(Not a Number)，inf/inf=NaN
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i,j 虛數(shù)單位：i=j=-1
realmax 系統(tǒng)所能表示的最大數(shù)值
realmin 系統(tǒng)所能表示的最小數(shù)值
nargin 函數(shù)的輸入?yún)?shù)個數(shù)
nargout 函數(shù)的輸出參數(shù)個數(shù)
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在MATLAB中定義變量時應(yīng)避免與永久變量名重復(fù)，以免改變這些常量的值，如果已改變了某個常量的值，可以通過“clear+常量名”命令恢復(fù)該常量的初始設(shè)定值（當(dāng)然，也可通過重新啟動MATLAB系統(tǒng)來恢復(fù)這些常量值）。
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4.符號變量
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MATLAB提供了符號計算功能。符號計算又稱計算機代數(shù)，通俗地說就是用計算機推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式，如對表達(dá)式進行因式分解、化簡、微分、積分、解代數(shù)方程、求解常微分方程等。符號計算是絕對精確的計算。在MATLAB中進行符號運算時需要先用syms命令創(chuàng)建符號變量和表達(dá)式，如：
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>> syms x %聲明一個符號變量x
syms不僅可以聲明一個變量，還可以指定多個變量及其數(shù)學(xué)特性，比如：
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>> syms x y real%聲明符號變量x、y為實數(shù)類型
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>> syms x y positive%聲明符號變量x、y為整數(shù)類型
創(chuàng)建符號表達(dá)式：
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syms x y%聲明符號變量x、y
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z=x^2+y^2%創(chuàng)建符號表達(dá)式
5.變量的查詢與清除
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在命令行窗口中，只要輸入“who”，就可以看到工作區(qū)中所有曾經(jīng)設(shè)定并至今有效的變量。如果輸入“whos”，不但會顯示所有的變量，而且會將該變量的名稱、性質(zhì)等都顯示出來，即顯示變量的詳細(xì)資料。在命令行窗口中輸入“clear”，就清除了工作區(qū)中的所有變量。如果輸入“clear+變量名”，只清除工作區(qū)中指定變量名的變量。
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1.3.2 操作符與運算符
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數(shù)據(jù)變量間的運算是按一定的運算規(guī)則進行的，有些規(guī)則是由運算符決定的，有些是由MATLAB命令函數(shù)決定的，以下是操作符與運算符的使用規(guī)則。
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1.操作符
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在編輯程序或命令中，當(dāng)標(biāo)點或其他符號表示特定的操作功能時就稱其為操作符。表1-3列出了操作符。
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表1-3 操作符
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操作符
使用說明
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：
冒號。①m:n產(chǎn)生一個數(shù)組\[m,m+1,…,n\]；②m:k:n產(chǎn)生一個數(shù)組\[m,m+k,…,n\]；③A(:,j)取矩陣A的第j列；④A(k,:)取矩陣A的第k行
；
分號。①在矩陣定義中表示一行的結(jié)束；②在命令語句的結(jié)尾表示不顯示這行語句的執(zhí)行結(jié)果
…
連續(xù)點。一個命令語句非常長，一行寫不完可以分幾行寫，此時在行的末尾加上連續(xù)點，表示是一個命令語句
%
百分號。在編程時引導(dǎo)注釋行，而系統(tǒng)解釋執(zhí)行程序時，%后面的內(nèi)容不作處理
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2.運算符
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運算符可分為三類：算術(shù)運算符、關(guān)系運算符與邏輯運算符。算術(shù)運算符是構(gòu)成運算的最基本的操作命令，可以在MATLAB的命令行窗口中直接運行。不同的運算符及功能說明見表1-4、表1-5、表1-6。
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表1-4 算術(shù)運算符
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運算符
功能說明
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+
加法運算。兩個數(shù)相加或兩個同階矩陣相加。如果是一個矩陣和一個數(shù)字相加，則這個數(shù)字自動擴展為與矩陣同維的一個矩陣
-
減法運算。兩個數(shù)相減或兩個同階矩陣相減
*
乘法運算。兩個數(shù)相乘或兩個可乘矩陣相乘
/
除法運算。兩個數(shù)或兩個可除矩陣相除（A/B表示A乘以B的逆）
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?
乘冪運算。數(shù)的方冪或一個方陣的多少次方
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左除運算。兩個數(shù)ab表示b÷a，兩個可除矩陣相除（AB表示B乘以A的逆）
.*
點乘運算。兩個同階矩陣對應(yīng)元素相乘
./
點除運算。兩個同階矩陣對應(yīng)元素相除
.
點乘冪運算。一個矩陣中各個元素的多少次方
.
點左除運算。兩個同階矩陣對應(yīng)元素左除
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表1-5 關(guān)系運算符
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運算符
功能說明
運算符
功能說明
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>判斷大于關(guān)系
<判斷小于關(guān)系
==判斷等于關(guān)系
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>=判斷大于等于關(guān)系
<=判斷小于等于關(guān)系
~=判斷不等于關(guān)系
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關(guān)系運算符主要用于比較數(shù)、字符串、矩陣之間的大小或不等關(guān)系，其返回值是0或1。
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表1-6 邏輯運算符
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運算符
功能說明
運算符
功能說明
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&與運算
或運算
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~非運算
Xor(a,b)異或運算
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邏輯運算符主要用于邏輯表達(dá)式和進行邏輯運算，參與運算的邏輯量以0代表“假”，以任意非0數(shù)代表“真”。邏輯表達(dá)式和邏輯函數(shù)的值以0表示“假”，以1表示“真”。
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1.3.3 MATLAB命令函數(shù)
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MATLAB系統(tǒng)提供了近20類基本命令函數(shù)，它們中一部分是MATLAB的內(nèi)部命令，一部分是以M文件形式出現(xiàn)的函數(shù)。這些M文件形式的函數(shù)擴展了MATLAB的功能，對于這些命令函數(shù)可以通過在命令行里面輸入“Help fun”來獲得有關(guān)這個命令函數(shù)使用的詳細(xì)說明，這里fun是要查詢的命令函數(shù)的名字。表1-7列出了基本的數(shù)學(xué)函數(shù)。
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表1-7 基本的數(shù)學(xué)函數(shù)表
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函數(shù)名
中文解釋
函數(shù)名
中文解釋
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sin(x)正弦函數(shù)
cos(x)余弦函數(shù)
tan(x)正切函數(shù)
exp(x)以e為底的指數(shù)
log(x)自然對數(shù)
abs(x)絕對值或向量的長度
min(x)最小值
sign(x)符號函數(shù)
ceil(x)朝正無窮方向取整
fix(x)朝零方向取整
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asin(x)反正弦函數(shù)
acos(x)反余弦函數(shù)
atan(x)反正切函數(shù)
log10(x)以10為底數(shù)的對數(shù)
sqrt(x)開平方
max(x)最大值
sum(x)元素求和
round(x)四舍五入到最近的整數(shù)
floor(x)朝負(fù)無窮方向取整
gcd(x,y)求兩整數(shù)最大公約數(shù)
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數(shù)學(xué)函數(shù)都有一個共同的特點：若自變量x為矩陣，則函數(shù)值也為x的同階矩陣，即對x的每一元素分別求函數(shù)值；若自變量x為通常情況下的一個數(shù)值，則函數(shù)值是對應(yīng)于x的一個數(shù)值。如計算“sin(x)”的一個函數(shù)值與一組函數(shù)值時，在命令行窗口中寫程序如下：
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>> x=pi/3; %輸入一個數(shù)x
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>> y=sin(x)%計算函數(shù)值y=sin(x)
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y =
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0.8660%顯示函數(shù)值
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>> t=0:pi/3:2*pi;%輸入一組數(shù)t
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>> z=sin(t)%輸出一組函數(shù)值z=sin(t)
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z =
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0 0.8660 0.8660 0.0000 -0.8660 -0.8660 -0.0000
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的MATLAB 数据分析方法（第2版）1.3 MATLAB基本语法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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