MATLAB矩阵的表示

时间:2024-11-22 12:35:25

矩阵是matlab中最基本的数据对象。

l  矩阵的建立

l  冒号表达式

l  结构矩阵和单元矩阵

1.矩阵的建立

(1)利用直接输入法建立矩阵:将矩阵的元素用中括号括起来,按矩阵行的顺序输入各元素,同一行的各元素之间用逗号或空格分隔不同行的元素之间用分号分隔。

>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]

A = 1     2     3

  4     5     6

  7     8     9

(2)利用已建好的矩阵建立更大的矩阵:一个大矩阵可以由已经建立好的小矩阵拼接而成。

>> A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];

>> B=[-1,-2,-3;-4,-5,-6;-7,-8,-9];

>> C=[A,B;B,A]

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还可以用实部矩阵和虚部矩阵构成复数矩阵

>>B=[1,2,3;4,5,6];

>>C=[6,7,8;9,10,11];

>>A=B+i*C

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A为同型矩阵,B为实部,C为虚部。i*C表示数与矩阵相乘。

2.冒号表达式

向量是矩阵的特殊类型,用:产生行向量。

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如果省略步长e2,则步长为1。例如,t=0:5与t=0:1:5等价。

>> t=0:1:5

t = 0     1     2     3     4     5

还可以用linspace产生行向量。

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当n省略时,自动产生100个元素。

>> x=linspace(0,pi,6)

x = 0    0.6283    1.2566    1.8850    2.5133    3.1416

3.结构矩阵和单元矩阵

(1)结构矩阵——把一组数据类型不同而逻辑上相关的数据组成一个有机的整体。

由结构数据构成的矩阵就是结构矩阵,结构矩阵里的每个元素就是结构数据类型。

格式为:

结构矩阵元素.成员名=表达式

就是给结构矩阵中的每个元素的每个成员分别赋值。

>> a(1).x1=10; a(1).x2='liu'; a(1).x3=[11,21;34,78];

>> a(2).x1=12; a(2).x2='wang'; a(2).x3=[34,191;27,578];

>> a(3).x1=14; a(3).x2='cai'; a(3).x3=[13,890;67,231];

(2)单元矩阵——每个元素可以由不同的数据类型组成的

建立单元矩阵和一般矩阵相似,直接输入就可以了,只是单元矩阵元素用大括号括起来

>> b= {10,'liu',[11,21;34,78];12,'wang',[34,191;27,578];... 14,'cai',[13,890;67,231]}

b =

[10]    'liu'      [2x2 double]

[12]    'wang'   [2x2 double]

[14]    'cai'     [2x2 double]

1.5矩阵元素的引用

l  矩阵元素的引用方式

l  利用冒号表达式获得子矩阵

l  利用空矩阵删除矩阵的元素

l  改变矩阵的形状

1.矩阵元素的引用方式   //下标为必须为正整数,且用圆括号括起来

(1)通过下标来引用矩阵的元素

A(3,2)表示A矩阵第3行第2列的元素。

>> A(3,2)=200

例:

>> A=[1,2,3;4,5,6];

>> A(4,5)=10

A = 1     2     3     0     0

  4     5     6     0     0

  0     0     0     0     0

  0     0     0     0    10

注意:如果给出的行下标或列下标大于原来矩阵的行数和列数, 那么MATLAB将自动扩展原来的矩阵,并将扩展后没有赋值的矩阵元素置为0。

(2)通过序号来引用

l  在MATLAB中,矩阵元素按列存储,即首先存储矩阵的第一列元素,然后存储第二列元素,…,一直到矩阵的最后一列元素。

l  矩阵元素的序号就是矩阵元素在内存中的排列顺序。

例“”

>> A=[1,2,3;4,5,6]

A = 1     2     3

  4     5     6

>> A(3)

ans = 2   //a12是第三号元素

序号与下标是一一对应的,以m×n矩阵A为例,矩阵元素A(i,j)的序 号为(j-1)×m+i

矩阵元素的序号与下标可以利用sub2ind和ind2sub函数实现转换。

sub2ind函数:将矩阵中指定元素的行、列下标转换成存储的序号。调用格

式为:

MATLAB矩阵的表示

sub2ind函数举例。

>> A=[1:3;4:6]

A = 1     2     3

   4     5     6

>> D=sub2ind(size(A),[1,2;2,2],[1,1;3,2])   //i,j为矩阵,多个元素的行列下标转化为存储序号D与ij相同

D = 1     2

   6     4

ind2sub函数:将把矩阵元素的序号转换成对应的下标,其调用格式为:

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ind2sub函数举例。

>> [I,J]=ind2sub([3,3],[1,3,5])

I = 1     3     2

J = 1     1     2

2.利用冒号表达式获得子矩阵

子矩阵是指由矩阵中的一部分元素构成的矩阵。用单个:作为行/列下标,代表全部行/列。

A(i,:) 第i行的全部元素

A(:,j) 第j列的全部元素

A(i:i+m,k:k+m)   第i~i+m行内且在第k~k+m列中的所有元素

A(i:i+m,:) 第i~i+m行的全部元素

例子:

>> A=[1,2,3,4,5;6,7,8,9,10;11,12,13,14,15]

A = 1     2     3     4     5

  6     7     8     9   10

 11   12     13   14   15

>> A(1:2,:)

ans = 1     2     3     4     5

  6     7     8     9   10

>> A(2:3,1:2:5)

ans = 6     8   10

  11   13   15

end运算符:表示某一维的末尾元素下标。

>>A=[1,2,3,4,5;6,7,8,9,10;11,12,13,14,15;16,17,18,19,20];

>>A(end,:)   //引用最后一行元素

ans = 16    17    18    19    20

>> A([1,4],3:end)   //引用第一行和第四行的从第三列到最后一列的元素

ans = 3     4     5

  18    19    20

3.利用空矩阵删除矩阵的元素

空矩阵是指没有任何元素的矩阵。

>> x=[]

x = []

X是一个空矩阵。

>> A=[1,2,3,0,0;7,0,9,2,6;1,4,-1,1,8]

A = 1     2     3     0     0

  7     0     9     2     6

  1     4    -1     1     8

>> A(:,[2,4])=[]      //删除某些元素置位空矩阵就好了2和4列

A = 1     3     0

  7     9     6

   1    -1     8

4.改变矩阵的形状

reshape(A,m,n)在矩阵总元素保持不变的前提下,将矩阵A重新排成m×n的二维矩阵。

注意:reshape函数只是改变原矩阵的行数和列数,但并不改 变原矩阵元素个数及其存储顺序。

 

>> x=[23,45,65,34,65,34,98,45,78,65,43,76];

>> y=reshape(x,3,4)

Y= 23    34    98    65

  45    65    45    43

   65    34    78    76

A(:) :将矩阵A的每一列元素堆叠起来,成为一个列向量。

>> A =[-45,65,71;27,35,91]

A = -45    65    71

  27    35    91

>> B=A(:)

B =

-45

27

65

35

71

91

即:A(:)等价于reshape(A,6,1)。