Основы программирования в среде пакета matlab Типы данных

Излагаемый материал распространяется на версии Matlab 5.0 и выше. Использование более ранних версий в настоящее время очень ограничено.

Основным типом данных в Matlab является двухмерная матрица. Матрица, содержащая одну строку или один столбец (одномерный массив), имеет название вектор, матрица 1*1 – скаляр.

Начиная с версии Matlab 5.0 возможно оперирование с многомерными массивами. Так, трехмерные массива рассматриваются как совокупность двухмерных матриц, четырехмерные – как совокупность совокупностей двухмерных матриц и т.д.

Арифметические константы (скаляры).

Возможно задание значений данных в двух форматах:

1) целое число (различие с дробными только в отображении на экране):

2 –4 76

2) дробное число в естественной форме (в формате с фиксированной точкой):

3.1876 –254.48 .253

(Последняя запись эквивалентна 0.253)

3) дробное число в формате с плавающей точкой:

–2.185e-12 5.36e8

мантисса порядок

Диапазон значений действительный чисел определяется как

realmin < |n| < realmax

10^–308 < |n| < 10³⁰⁸

Для работы с комплексными числами используются предопределенные переменные i, j:

2 + 5*i 4.5673 – 3.8765*j

При разработке сложных программ эти переменные рекомендуется предварительно определять, например:

i = sqrt(–1)

x = 5 – 18*i

Предопределенной переменной является также константа :

pi

которая вычисляется как 4*atan(1) или imag(log(–1)).

При выполнении операции деления на нуль Matlab формирует константу Inf (Infinity, бесконечность):

1/0 – Inf

При выполнении операций 0/0 или Inf/Inf формируется константа NaN (Not a Number, неопределенность):

0/0 – NaN

Inf/Inf – NaN

Существование этих констант позволяет в ряде случаев, не прерывая выполнения программы, анализировать результаты выполнения операций.

Формат вывода чисел можно изменить с помощью меню File – Preferences или с помощью команды format. В том же меню можно установить режим вывода информации на экран – Loose / Compact – практичнее Compact.

Строковые константы.

Это последовательность символов, заключенная между апострофами, например:

'Hello!' '2+1=3'

Для использования внутри символьной строки самого символа апострофа его необходимо повторить дважды:

'ім''я'

Для конвертирования чисел в строки (прямого и обратного) используются функции sprintf, num2str и int2str.

Имена переменных и функций

Имена переменных могут состоять из латинских букв (заглавных и строчных, которые не равнозначны друг другу), цифр и знаков подчеркивания, должны начинаться с буквы и содержать до 19 символов.

a B b1 Alfa beta Ivanov_model01

Имена стандартных функций Matlab состоят только из малых букв и цифр.

Операция присваивания

Задание значений данных выполняется с помощью оператора присваивания "=" в командной строке.

Предварительное описание данных и их размерности в общем случае не требуется. Все данные, значения которых определены, находятся в рабочем пространстве (Workspace) среды Matlab, то есть, в оперативной памяти компьютера. В любой момент по имени переменной пользователь может узнать ее значение, а также ее размер с помощью команд who и whos с указанием или без указания имен переменных (в последнем случае выводятся характеристики всех переменных, находящихся в рабочем пространстве).

Содержимое рабочего пространства может быть удалено из оперативной памяти вызовом команды clear all (другой вариант – clear список_данных – удаление ограниченного числа переменных и фукций), сохранено в mat-файле (с помощью команды save или меню File – Save Workspace), загружено из mat-файла (с помощью команды load или меню File – Open Workspace). По умолчанию (если не указано имя mat-файла) содержимое сохраняется в файле (загружается из файла) matlab.mat.

Возможно явное и неявное присваивание.

Явное присваивание выполняется в виде

имя_перем = выражение

например,

» y=5 % В конце следует нажать [Enter]

y = % Отображение

5 % результата

» x=4+3

x =

7

Неявное присваивание вида

выражение

эквивалентно записи

ans = выражение

То есть вычисленное значение выражения присваивается зарезервированной "промежуточной" переменной ans (от слова answer). Например:

» 5.32*pi

ans =

16.7133

» sin(5)

ans =

-0.9589

После вычислений результат отображается на экране. Для блокировки вывода результата на экран используется символ ";":

» Y=sin(5); x=2/5;

» a=34.56;

Чтобы узнать значение переменной, уже существующей в рабочем пространстве, необходимо ввести в командной строке ее имя и нажать [Enter]:

» Y

Y =

-0.9589

» x

x =

0.4000

Присваивание переменным комплексных значений выполняется аналогично:

» z=3+4*i; x=2.5-6*j; y=4*exp(i*pi/8);

» x

x =

2.5000 - 6.0000i

» y

y =

3.6955 + 1.5307i