Matlab矩陣 - 簡介



MATLAB(矩陣實驗室)是一種第四代高階程式語言和互動式環境,用於數值計算、視覺化和程式設計。它允許進行矩陣操作;繪製函式和資料;實現演算法;建立使用者介面;與用其他語言編寫的程式介面,包括C、C++、Java和FORTRAN;分析資料;開發演算法;以及建立模型和應用程式。

在本教程中,我們將重點介紹使用MATLAB實現矩陣。

矩陣

矩陣是由按行和列排列的數字組成的集合,表示一個矩形陣列。

一個具有2行3列的矩陣示例如下所示

Matrix

矩陣維度

矩陣的維度根據行數和列數定義。

一個具有2行3列的矩陣被稱為2x3矩陣。

一個具有3行3列的矩陣被稱為3x3矩陣。

Matlab中的矩陣

在MATLAB中,您可以透過輸入每一行中用逗號或空格分隔的數字,並使用分號來標記每一行的結尾來建立一個矩陣。

示例

要建立一個4x5矩陣,請輸入以下內容。

a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

該矩陣有4行5列。

第一行值為1 2 3 4 5

第二行:2 3 4 5 6

第三行:3 4 5 6 7

第四行:4 5 6 7 8

輸出

大小為4x5的矩陣如下所示

a = 
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8

讓我們在MATLAB命令視窗中測試矩陣建立,如下所示:

>> a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

a =
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8
   
>>

引用元素

要引用矩陣mx中第m行和第n列的元素,我們編寫如下內容

mx(m, n);

示例

要引用上一節中建立的矩陣a中第2行和第5列的元素,我們輸入以下內容。

>> a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

a =
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8
   
>> a(2,5)

ans =
   6
 
>>

要獲取矩陣中第n列的所有元素,您可以使用A(:,n),其中n表示矩陣中的列號。

A(:,n).

示例

現在,讓我們從矩陣a的第4列的所有元素建立一個列向量v。這將如下所示

a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8];
v = a(:,4)

輸出

MATLAB將執行上述語句並返回以下結果。

>> a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

a =
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8
  
>> v=a(:,4)

v =
   4
   5
   6
   7
  
>>

您還可以選擇第m列到第n列的元素。為此,我們編寫如下內容。

a(:,m:n)

示例

讓我們透過獲取第二列和第三列的元素來建立一個較小的矩陣,如下所示:

a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8];
a(:, 2:3)

輸出

MATLAB將執行上述語句並返回以下結果:

>> a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

a =
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8
 
>> a(:, 2:3)

ans =
   2  3
   3  4
   4  5
   5  6
 
>>

同樣,您可以透過獲取矩陣的一部分來建立一個子矩陣。

示例

讓我們透過獲取a的內部子部分來建立一個子矩陣saby,如下所示:

3  4  5 
4  5  6

在MATLAB命令視窗中執行期間,矩陣將如下所示:

>> a = [ 1 2 3 4 5; 2 3 4 5 6; 3 4 5 6 7; 4 5 6 7 8]

a =
   1  2  3  4  5
   2  3  4  5  6
   3  4  5  6  7
   4  5  6  7  8
   
>> sa = a(2:3,2:4)

sa =
   3  4  5
   4  5  6
   
>>
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