- •§ 2.2. Командное окно системы matlab
- •§ 2.3. Рабочее пространство системы matlab
- •§ 2.4. Скаляры и массивы. Индексированные переменные
- •§ 2.5. Форматы представления вещественных чисел
- •§ 2.6. Арифметические выражения
- •2.6.1. Некоторая специфика использования вещественных данных
- •2.6.2. Некоторая специфика использования комплексных данных
- •2.6.3. Некоторые приемы работы с матрицами и векторами
- •2.6.4. Некоторые специфика выполнения арифметических и логических операций.
- •§ 2.7. Элементарные математические функции
- •Часть 2. Визуализация результатов вычислений
- •§ 2.8. Особенности графической подсистемы matlab
- •§ 2.9. Построение графиков функций одной переменной
- •2.9.1. Простые графики в декартовой системе координат.
- •2.9.2. Визуализация нескольких графиков.
- •2.9.3. Функция fplot.
- •2.9.4. Построение графиков в логарифмическом и полулогарифмическом масштабах.
- •2.9.5. Построение графиков в полярных координатах.
- •§ 2.10. Оформление графиков и графических окон
- •2.10.1. Выбор свойств линий.
- •2.10.2. Оформление осей координат.
- •2.10.3. Добавление надписей, заголовков и координатной сетки.
- •§ 2.11. Средства управления в графическом окне
- •§ 2.12. Общее знакомство с трехмерной графикой в matlab
- •2.12.1. Общий алгоритм визуализации функций двух переменных.
- •2.12.2. Построение трехмерных линий.
- •2.12.3. Построение поверхностей.
- •2.12.4. Задание дополнительных параметров трехмерных графиков.
- •2.12.5. Построение линий уровня.
- •2.12.6. Построение траектории точки, движущейся в пространстве.
- •2.12.7. Интерактивное редактирование графиков.
- •Часть 3. Вычисления с действительными и комплексными массивами чисел
- •§ 2.13. Операции отношения и логические операции над числами
- •2.13.1. Операции отношения.
- •2.13.2. Логические операции.
- •2.13.3. Приоритет операций.
- •§ 2.14. Формирование одномерных числовых массивов
- •2.14.1. Задание одномерных массивов и доступ к их элементам.
- •2.14.2. Об ускорении операций задания массива.
- •2.14.3. Об использовании операции формирования диапазона.
- •§ 2.15. Матрицы и векторы. Двумерные массивы чисел
- •2.15.1. Создание матриц и векторов.
- •2.15.2. Доступ к отдельным фрагментам матриц.
- •2.15.3. Удаление строк и столбцов матрицы.
- •2.15.4. Использование функций перестановки частей матриц.
- •2.15.5. Определение размеров и размерностей массивов.
- •2.15.6. Использование операций индексации.
- •2.15.7. Изменение размеров массива.
- •2.15.8. Специальные функции формирования массивов.
- •§ 2.16. Вычисления с массивами
- •2.16.1. Поэлементные и групповые операции над массивами.
- •2.16.2. Решение некоторых типовых задач линейной алгебры и аналитической геометрии.
- •2.16.3. Применение операций отношения и логических операций к массивам.
- •2.16.4. Некоторые функции для работы с массивами.
- •Часть 4. Стандартные средства решения некоторых типовых задач линейной алгебры и математического анализа
- •§ 2.17. Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •§ 2.18. Решение некоторых задач линейной алгебры. Матричные функции
- •§ 2.19. Разреженные матрицы
- •§ 2.20. Решение нелинейных уравнений
- •§ 2.21. Поиск минимального значения функции
- •§ 2.22. Численное интегрирование
- •2.22.1. Использование метода трапеций.
- •2.22.2. Использование методов Симпсона и Гаусса-Лобатто.
- •2.22.3. Вычисление двойных интегралов.
- •§ 2.23. Операции над полиномами
- •2.23.1. Вычисление значения полинома.
- •2.23.2. Вычисление корней полинома.
- •2.23.3. Умножение и деление полиномов.
- •2.23.4. Дифференцирование и интегрирование полиномов.
- •§ 2.24. Интерполяция и аппроксимация данных
- •2.24.1. Полиномиальная аппроксимация.
- •2.24.2. Интерполяция сплайнами.
- •Часть 5. Символьные вычисления
- •§ 2.25. Создание символьных переменных, выражений и матриц
- •2.25.1. Создание символьных переменных.
- •2.25.2. Создание символьных выражений.
- •2.25.3. Создание символьных матриц.
- •§ 2.26. Символьные вычисления
- •2.26.1. Символьное дифференцирование.
- •2.26.2. Вычисление пределов.
- •2.26.3. Символьное интегрирование.
- •2.26.3. Вычисление суммы ряда. Разложение функций в ряды.
- •2.26.4. Упрощение выражений. Подстановки.
- •2.26.5. Управление точностью вычислений.
- •2.26.6. Операции над векторами. Операции над матрицами. Некоторые операции линейной алгебры.
- •2.26.7. Решение уравнений и систем уравнений.
- •§ 2.27. Визуализация результатов символьных вычислений
- •2.27.1. Построение двумерных графиков.
- •2.27.2. Построение трехмерных графиков.
- •Часть 6. Основы программирования на m-языке
- •§ 2.28. Основные понятия программирования в системе matlab
- •2.28.1. Назначение языка программирования matlab.
- •2.28.2. Основные средства программирования.
- •2.28.3. Основные типы данных.
- •2.28.4. Виды программирования.
- •2.28.5. Двойственность операторов, команд и функций.
- •2.28.6. Некоторые ограничения.
- •§ 2.29. Создание и использование m-файлов
- •2.29.1. Понятие об m-файлах.
- •2.29.2. Типы m-файлов.
- •2.29.3. Создание файл-программ.
- •2.29.4. Создание файл-функций.
- •2.29.5. Глобализация переменных и функций.
- •2.29.6. Синтаксический контроль программ.
- •§ 2.30. Управляющие структуры
- •2.30.1. Понятие об управляющих структурах.
- •2.30.2. Операторы цикла.
- •2.30.3. Операторы ветвления.
- •2.30.4. Прочие операторы.
- •§ 2.31. Работа с файлами
- •2.31.1. Общие замечания.
- •2.31.2. Подготовка файла к работе.
- •2.31.3. Завершение работы с файлами.
- •2.31.4. Контроль за исчерпанием данных.
- •2.31.5. Чтение из текстового файла.
- •2.31.6. Анализ ошибок в файловых операциях.
- •§ 2.32. Форматный ввод-вывод данных
- •2.32.1. Форматные преобразования (sprintf, sscanf).
- •2.32.2. Форматные преобразования при работе с файлами (fprintf, fscanf).
- •§ 2.33. Рекурсивные файл-функции. Производительность файл-функций
- •2.33.1. Понятие о рекурсивных файл-функциях.
- •2.33.2. Оценка производительности файл-функции.
- •§ 2.34. Файл-функции с переменным числом входных параметров и выходных значений
- •§ 2.35. Диалоговые программы
- •2.35.1. Ввод числовых и символьных данных.
- •2.35.2. Вывод результатов вычислений.
- •§ 2.36. Анимационные эффекты
- •§ 2.37. Контроль входных и выходных параметров файл-функции
- •§ 2.38. Отладка программы
- •2.38.1. Понятие о способах отладки программы.
- •2.38.2. Рекомендации по созданию и отладке программ.
- •Часть 7. Создание программ с визуальным интерфейсом
- •§ 2.39. Понятие о графическом интерфейсе пользователя (gui)
- •2.39.1. Предварительные замечания.
- •2.39.2. Основные команды для создания gui.
- •§ 2.40. Общие сведения о визуальной среде guide
- •§ 2.41. Программирование событий в matlab
- •§ 2.42. Свойства основных компонентов в matlab
- •§ 2.43. Диалоговые окна в matlab
- •§ 2.44. Динамическое создание компонентов
- •§ 2.45. Создание меню
- •§ 2.46. Некоторые рекомендации по созданию приложений с графическим интерфейсом пользователя
2.15.3. Удаление строк и столбцов матрицы.
Создавать новые массивы можно также путем удаления строк и столбцов исходных массивов. Для этих целей используются парные квадратные скобки ([ ]), которые в системе MATLAB обозначают пустой массив. Пусть, например, требуется удалить вторую строку матрицы R:
>> R=[3 2 4 1; -3 -6 -5 7; 0 1 8 2]
R =
3 2 4 1
-3 -6 -5 7
0 1 8 2
С этой целью присвоим второй строке матрицы R пустой массив, используя квадратные скобки:
>> R(2,:)=[]
R =
3 2 4 1
0 1 8 2
Аналогично можем удалить второй и третий столбцы получившейся в результате матрицы
>> R(:,2:3)=[]
R =
3 1
0 2
2.15.4. Использование функций перестановки частей матриц.
Отметим, что в системе MATLAB существует также несколько функций, позволяющих формировать новые массивы посредством перестановки частей имеющихся матриц. Это, например, функция fliplr, которая переставляет столбцы заданной матрицы относительно вертикальной оси:
>> N=[1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12]
N =
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
>> Np=fliplr(N)
Np =
4 3 2 1
8 7 6 5
12 11 10 9
Функция flipud переставляет строки заданной матрицы относительно горизонтальной оси (столбцы матрицы поворачиваются «вверх ногами»):
>> Np=flipud(N)
Np =
9 10 11 12
5 6 7 8
1 2 3 4
Функция fliplr переворачивает строки матрицы «задом наперед»:
>> Np=fliplr(N)
Np =
4 3 2 1
8 7 6 5
12 11 10 9
Заметим, что функция flipdim(N,dim) осуществляет переворот относительно размерности с номером dim. В частности, команда flipdim(N,1) реализует перестановку строк, а flipdim(N,2) – перестановку столбцов.
Функция rot90 «поворачивает» заданную матрицу на 90 градусов против часовой стрелки:
>> Np=rot90(N)
Np =
4 8 12
3 7 11
2 6 10
1 5 9
Функция rot90(N,k) «поворачивает» заданную матрицу N на 90 градусов против часовой стрелки k раз, например:
>> Np=rot90(N,2)
Np =
12 11 10 9
8 7 6 5
4 3 2 1
2.15.5. Определение размеров и размерностей массивов.
Для того, чтобы узнать размеры двумерного массива и «геометрию» векторов (вектор-строки или вектор-столбцы) следует использовать функцию size. Так, например, будем иметь:
>> A=[1 2 3; 4 5 6]
A =
1 2 3
4 5 6
>> size(A)
ans =
2 3
где первым числом указывается количество строк, а вторым – число столбцов. Применим теперь данную операцию к одномерным массивам
>> B=ones(1,3)
B =
1 1 1
>> size(B)
ans =
1 3
>> B=ones(3,1)
B =
1
1
1
>> size(B)
ans =
3 1
Разумеется, можно применить рассматриваемую функцию и к скаляру, т.е. к переменной, состоящей из единственного числового значения
>> p=7.5;
>> size(p)
ans =
1 1
т.е. скалярные величины трактуются в системе MATLAB как двумерные массивы размером 1х1, при этом векторы рассматриваются как матрицы, размер которых по одному из направлений равен единице.
Пустой массив в MATLAB рассматривается как матрица размером 0х0:
>> G=[]
G =
[]
>> size(G)
ans =
0 0
Для нахождения размерности переменной используется функция ndims (в общем случае данная функция подсчитывает число измерений массива (очевидно, что это число не может быть меньше двух, если даже скаляр в системе MATLAB рассматривается как матрица размером 1х1)
>> p=7.5;
>> ndims(p)
ans =
2
Итак, все переменные с которыми работает система MATLAB являются массивами различной размерности и размеров. Размерность массива можно узнать, обратившись к функции ndims, а размеры – к функции size. Тип массива определяется типом его элементов. В приведенных выше примерах использовались массивы типа double, элементы которых – вещественные или комплексные числа.
