click fraud protection
В MATLAB множество — это фундаментальная структура данных, позволяющая хранить и изменять набор хранимых в ней значений. Массивы в MATLAB хранятся в строках и столбцах и могут иметь несколько измерений. Вы можете работать с матрицами, таблицами и векторами, используя массивы. Одномерный массив в MATLAB — это вектор и многомерный массив известен как Матрица.
В этом руководстве мы обсудим массивы и способы их создания в MATLAB.
Как создать массив в MATLAB
В MATLAB у вас есть несколько подходов к созданию массивов на основе их типов и размеров. Массивы могут быть построены как отдельные строки, отдельные столбцы или с несколькими строками и столбцами.
Чтобы создать массив в MATLAB, вы можете следовать описанным ниже способам:
1: Создайте массив с одной строкой в MATLAB
Вы можете создать массив из одной строки в MATLAB, добавив пробелы или запятые между значениями и заключив их в квадратную скобку. Этот тип массива также известен как вектор-строка.
Например, приведенный ниже пример кода создаст массив 1 × 5 в MATLAB.
2: Создайте массив из одного столбца в MATLAB
Вы также можете создать массив из одного столбца, для его создания используйте точку с запятой между значениями. Массив с одним столбцом называется массивом столбцов.
Рассмотрим следующий пример создания массива 5×1 в MATLAB.
а = [ 5 ; 7 ; 6 ; 3 ; 4 ]
3: Создайте массив из нескольких строк в MATLAB
Вы также можете создать массив из нескольких строк, разделив строки точкой с запятой.
Вы можете создать массив 3×3 в MATLAB, используя приведенный ниже пример кода:
а = [ 1 6 9 ; 3 5 7 ; 7 9 11 ]
В приведенном ниже примере мы создали массив строк с двумя строками и тремя столбцами:
ул = [ «Канада» , «ВЕЛИКОБРИТАНИЯ» , «США» ;
«Италия» , «Турция» , «Германия» ]
4: Создайте массив с равными интервалами значений
Чтобы создать массив с равными интервалами значений в MATLAB, вы можете использовать оператор двоеточия (:). В приведенном ниже примере кода показано, как создать массив из пяти элементов с равными интервалами между значениями.
Вы также можете использовать встроенную функцию MATLAB, называемую линспейс() для создания массива с равными интервалами значений в заданном диапазоне.
Создайте массив из 5 значений в диапазоне от 0 до 10 с помощью следующего фрагмента кода:
линспейс ( 0 , 10 , 5 )
5: Создайте массив с идентичными значениями
Вы создаете массив с идентичными значениями, используя некоторые встроенные функции в MATLAB, такие как нули() и те(). Для этих функций вам нужно назначить строки и столбцы вручную, и он создаст для вас массив.
Например, следующее нулевая функция создаст матрицу или массив нулей:
Чтобы создать матрицу или массив из одной, вы можете использовать функция в МАТЛАБ:
г = единицы ( 1 , 3 )
6: Создайте массив с разными значениями
Чтобы создать массив с разными значениями в MATLAB, вы можете использовать встроенный ранд() функция, где вы должны сами назначить строки и столбцы, и она создаст для вас массив.
Например, приведенный ниже код создаст массив случайных значений 2×3 в MATLAB.
Нижняя граница
В МАТЛАБ, массивы используются для эффективного хранения и управления коллекцией значений. Вы можете использовать различные методы для создания одномерных и многомерных массивов в MATLAB. В этом учебном пособии представлены различные способы создания массива в MATLAB, и его понимание поможет вам создать массив для легкого решения сложных вычислительных задач и анализа.
Матрицы и массивы
MATLAB является сокращением от «матричной лаборатории». В то время как другие языки программирования в основном работают с числами по одному, MATLAB® спроектирован, чтобы работать, в основном, с целыми матрицами и массивами.
Все переменные MATLAB являются многомерными массивами , неважно какого типа данных. Матрица A является двумерным массивом, часто используемым для линейной алгебры.
Создание массивов
Чтобы создать массив из четырех элементов в одной строке, разделите элементы любым запятая ( , ) или пробел.
a = [1 2 3 4]
a = 1×4 1 2 3 4
Этот тип массива является вектором-строкой .
Чтобы создать матрицу, которая имеет несколько строк, разделите строки точками с запятой.
a = [1 3 5; 2 4 6; 7 8 10]
a = 3×3 1 3 5 2 4 6 7 8 10
Другой способ создать матрицу состоит в том, чтобы использовать функцию, такую как ones нули , или rand . Например, создайте вектор — столбец размером 5 на 1 из нулей.
z = zeros(5,1)
z = 5×1 0 0 0 0 0
Матричные операции и операции над массивами
MATLAB позволяет вам обрабатывать все значения в матрице с помощью одного арифметического оператора или функции.
a + 10
ans = 3×3 11 13 15 12 14 16 17 18 20
sin(a)
ans = 3×3 0.8415 0.1411 -0.9589 0.9093 -0.7568 -0.2794 0.6570 0.9894 -0.5440
Чтобы транспонировать матрицу, используйте одинарную кавычку ( ‘ ):
ans = 3×3 1 2 7 3 4 8 5 6 10
Можно выполнить стандартное умножение матриц, которое вычисляет скалярные произведения между строками и столбцами, с помощью * оператор. Например, подтвердите, что матрица, умноженная на её обратную матрицу, возвращает единичную матрицу:
p = a*inv(a)
p = 3×3 1.0000 0.0000 -0.0000 0 1.0000 -0.0000 0 0.0000 1.0000
Заметьте, что p не матрица целочисленных значений. MATLAB хранит числа как значения с плавающей точкой, и арифметические операции чувствительны к небольшим различиям между фактическим значением и его представлением с плавающей точкой. Можно отобразить больше десятичных цифр с помощью format команда:
format long p = a*inv(a)
p = 3×3 1.0000 0.0000 -0.0000 0 1.0000 -0.0000 0 0.0000 1.0000
Сбросьте отображение к более короткому формату используя
format short
format влияет только на отображение чисел, а не то, как MATLAB вычисляет или сохраняет их.
Чтобы выполнить поэлементное умножение, а не умножение матриц, используйте .* оператор:
p = a.*a
p = 3×3 1 9 25 4 16 36 49 64 100
Для каждого из матричных операторов умножения, деления и возведения в степень существует соответствующий оператор для поэлементных операций. Например, возведите каждый элемент a в третью степень:
ans = 3×3 1 27 125 8 64 216 343 512 1000
Конкатенация
Конкатенация является процессом слияния массивов для создания бОльших массивов. На самом деле вы сделали свой первый массив путем конкатенации его отдельных элементов. Пара квадратных скобок [] оператор конкатенации.
A = [a,a]
A = 3×6 1 3 5 1 3 5 2 4 6 2 4 6 7 8 10 7 8 10
Конкатенация массивов друг с другом, с использованием запятых, называется горизонтальной конкатенацией. Каждый массив должен иметь одинаковое число строк. Точно так же, когда массивы имеют одинаковое число столбцов, можно конкатенировать вертикально с использованием точки с запятой.
A = [a; a]
A = 6×3 1 3 5 2 4 6 7 8 10 1 3 5 2 4 6 7 8 10
Комплексные числа
Комплексные числа имеют и действительные и мнимые части, где мнимая единица является квадратным корнем из -1 .
sqrt(-1)
ans = 0.0000 + 1.0000i
Чтобы представлять мнимую часть комплексных чисел, используйте любой i или j .
c = [3+4i, 4+3j; -i, 10j]
c = 2×2 complex 3.0000 + 4.0000i 4.0000 + 3.0000i 0.0000 - 1.0000i 0.0000 +10.0000i
Открытый пример
У вас есть модифицированная версия этого примера. Вы хотите открыть этот пример со своими редактированиями?
Документация MATLAB
Поддержка
- MATLAB Answers
- Помощь в установке
- Отчеты об ошибках
- Требования к продукту
- Загрузка программного обеспечения
© 1994-2021 The MathWorks, Inc.
- Условия использования
- Патенты
- Торговые марки
- Список благодарностей
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте
Войти
Памятка переводчика
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста — например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.
Способы задания массива в программе Матлаб
Matlab — это мощный инструмент, который широко используется для научных и инженерных расчетов. Одним из ключевых аспектов работы с данным программным обеспечением является создание и работа с массивами. В Matlab есть несколько основных способов задания массивов, включая использование эксплициного перечисления элементов, генерации последовательностей, а также импорта данных из внешних источников.
Наиболее простой и понятный способ задания массива — это указание его элементов в явном виде. В этом случае, каждый элемент записывается через запятую, а весь массив заключается в квадратные скобки. Например, вот так можно задать одномерный массив из трех элементов: [1, 2, 3]. Для задания многомерных массивов используется вложенность скобок. Например, вот так можно задать двумерный массив: [[1, 2, 3], [4, 5, 6]].
Однако, в случае больших массивов, это может быть долгим и многочисленным процессом. В таких случаях можно воспользоваться функциями Matlab для генерации последовательностей чисел. Например, функция linspace(a, b, n) генерирует массив из n чисел, равномерно распределенных между a и b. А функция zeros(n) создает массив из нулей размером n x n. Существует также множество других функций Matlab для генерации специальных массивов.
Если у вас уже есть массив данных, сохраненных во внешнем файле, то Matlab позволяет импортировать эти данные в программу. Для этого существует множество функций, таких как load(), csvread(), и xlsread(). Эти функции позволяют считать значения из файлов различных форматов, таких как .mat, .csv и .xls, и преобразовывать их в массивы в Matlab. Это может быть полезно при работе с большими объемами данных, а также при анализе результатов экспериментов или симуляций.
Как создать массив в Matlab
Массив в Matlab представляет собой упорядоченную коллекцию элементов, которые могут быть числами, строками, логическими значениями или другими массивами. Создание массивов в Matlab может быть выполнено различными способами:
-
Вручную задать значения элементов массива:
arr = [1, 2, 3, 4, 5];
arr = 1:5;
arr = linspace(start, end, n);
arr = rand(1, n);
arr = zeros(1, n);
arr = ones(1, n);
arr = NaN(1, n);
Выше приведены основные способы создания массивов в Matlab. Какой способ использовать зависит от конкретной задачи и требований к данным, хранящимся в массиве.
Основные способы создания массива
В языке Matlab существует несколько способов создать массив. Рассмотрим основные из них:
-
Создание пустого массива
Пустой массив можно создать с помощью функции zeros или функции ones, указав в аргументах размерность массива:
A = zeros(3, 4); % создание пустого массива размером 3x4, заполненного нулями B = ones(2, 2); % создание пустого массива размером 2x2, заполненного единицамиМассив со значениями можно задать явно, перечислив их в квадратных скобках:
C = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; % создание массива 3x3 с заданными значениями D = [0.1 0.2 0.3]; % создание одномерного массива с заданными значениямиДля создания массивов со значениями, изменяющимися в определенном диапазоне, можно использовать функции linspace и logspace:
E = linspace(1, 5, 5); % создание массива со значениями от 1 до 5 с шагом 1 F = logspace(0, 2, 4); % создание массива со значениями от 10^0 до 10^2 с логарифмическим шагомВ языке Matlab существует множество встроенных функций, которые позволяют создавать массивы заданной структуры. Некоторые из них:
- eye — создает единичную матрицу
- rand — создает массив случайных чисел от 0 до 1
- randn — создает массив случайных чисел из нормального распределения
G = eye(3); % создание единичной матрицы размером 3x3 H = rand(2, 3); % создание массива случайных чисел размером 2x3При выборе способа создания массива важно учитывать его размерность и значения элементов. Каждый из представленных способов имеет свои особенности и может быть наиболее удобным в определенных ситуациях.
Массивы в Matlab: использование функций
В Matlab существует целый ряд функций, которые позволяют создавать и манипулировать массивами. Эти функции значительно упрощают работу с массивами и позволяют легко выполнять различные операции.
Одной из наиболее часто используемых функций является функция zeros . Она позволяет создать массив заданного размера, заполненный нулями. Например, чтобы создать массив размером 3×3 заполненный нулями, можно использовать следующий код:
A = zeros(3, 3); Функция ones работает аналогично, но создает массив, заполненный единицами:
B = ones(2, 4); Часто требуется создать массив с заданным диапазоном значений. Для этого можно использовать функцию linspace . Она позволяет создать массив из равномерно распределенных значений в заданном интервале. Например, чтобы создать массив из 5 значений, равномерно распределенных в интервале от 0 до 1, можно использовать следующий код:
C = linspace(0, 1, 5); Если требуется создать массив, заполненный случайными числами, можно воспользоваться функцией rand . Она создает массив размером, указанным в аргументах функции, и заполняет его случайными числами из диапазона от 0 до 1. Например, чтобы создать массив размером 2×2, заполненный случайными числами, можно использовать следующий код:
D = rand(2, 2); Функции randn и randi работают аналогично, но создают массивы со случайными нормально распределенными значениями и случайными целыми числами соответственно.
Конечно, это лишь небольшая часть функций, предоставляемых Matlab для работы с массивами. Благодаря этим функциям работа с массивами становится гораздо проще и эффективнее.
MATLAB – Массивы
Все переменные всех типов данных в MATLAB являются многомерными массивами. Вектор – это одномерный массив, а матрица – это двумерный массив.
Мы уже обсуждали векторы и матрицы. В этой главе мы обсудим многомерные массивы. Однако перед этим давайте обсудим некоторые специальные типы массивов.
Специальные массивы в MATLAB
В этом разделе мы обсудим некоторые функции, которые создают специальные массивы. Для всех этих функций один аргумент создает квадратный массив, двойные аргументы создают прямоугольный массив.
Функция нулей () создает массив всех нулей –
zeros(5)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Функция ones () создает массив всех единиц –
ones(4,3)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Функция eye () создает единичную матрицу.
eye(4)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
Функция rand () создает массив равномерно распределенных случайных чисел по (0,1) –
rand(3, 5)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
ans = 0.8147 0.9134 0.2785 0.9649 0.9572 0.9058 0.6324 0.5469 0.1576 0.4854 0.1270 0.0975 0.9575 0.9706 0.8003
Магический Квадрат
Магический квадрат – это квадрат, который дает одинаковую сумму, когда его элементы добавляются построчно, по столбцам или по диагонали.
Функция magic () создает массив магических квадратов. Требуется исключительный аргумент, который дает размер квадрата. Аргумент должен быть скаляром, большим или равным 3.
magic(4)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
ans = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1
Многомерные массивы
В MATLAB массив, имеющий более двух измерений, называется многомерным массивом. Многомерные массивы в MATLAB являются расширением нормальной двумерной матрицы.
Обычно для создания многомерного массива мы сначала создаем двумерный массив и расширяем его.
Например, давайте создадим двумерный массив a.
a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
a = 7 9 5 6 1 9 4 3 2
Массив a является массивом 3 на 3; мы можем добавить третье измерение к, предоставив такие значения, как –
a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
a = ans(. 1) = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ans(. 2) = 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Мы также можем создавать многомерные массивы, используя функции ones (), zeros () или rand ().
b = rand(4,3,2)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
b(. 1) = 0.0344 0.7952 0.6463 0.4387 0.1869 0.7094 0.3816 0.4898 0.7547 0.7655 0.4456 0.2760 b(. 2) = 0.6797 0.4984 0.2238 0.6551 0.9597 0.7513 0.1626 0.3404 0.2551 0.1190 0.5853 0.5060
Мы также можем использовать функцию cat () для построения многомерных массивов. Он объединяет список массивов по указанному измерению –
Синтаксис для функции cat () –
B = cat(dim, A1, A2. )
- B – новый созданный массив
- A1 , A2 , … массивы, которые будут объединены
- dim – это размер, по которому объединяются массивы.
B – новый созданный массив
A1 , A2 , … массивы, которые будут объединены
dim – это размер, по которому объединяются массивы.
пример
Создайте файл сценария и введите в него следующий код –
a = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1]; b = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; c = cat(3, a, b, [ 2 3 1; 4 7 8; 3 9 0])
Когда вы запускаете файл, он отображает –
c(. 1) = 9 8 7 6 5 4 3 2 1 c(. 2) = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 c(. 3) = 2 3 1 4 7 8 3 9 0
Функции массива
MATLAB предоставляет следующие функции для сортировки, вращения, перестановки, изменения формы или смещения содержимого массива.
| функция | Цель |
|---|---|
| длина | Длина вектора или наибольшее измерение массива |
| ndims | Количество размеров массива |
| numel | Количество элементов массива |
| размер | Размеры массива |
| iscolumn | Определяет, является ли ввод вектором столбца |
| пустой | Определяет, является ли массив пустым |
| ismatrix | Определяет, является ли ввод матричным |
| isrow | Определяет, является ли ввод вектором строки |
| isscalar | Определяет, является ли вход скалярным |
| isvector | Определяет, является ли входной вектор |
| blkdiag | Создает блочную диагональную матрицу из входных аргументов. |
| circshift | Смещает массив по кругу |
| ctranspose | Комплексное сопряженное транспонирование |
| диаг | Диагональные матрицы и диагонали матрицы |
| flipdim | Переворачивает массив по указанному измерению |
| fliplr | Отразить матрицу слева направо |
| flipud | Переворачивает матрицу вверх-вниз |
| ipermute | Инвертирует перестановочные размеры массива ND |
| переставлять | Переставляет размеры массива ND |
| repmat | Реплики и массив плиток |
| перекроить | Перекраивает массив |
| rot90 | Поворот матрицы на 90 градусов |
| shiftdim | Смещает размеры |
| issorted | Определяет, находятся ли заданные элементы в отсортированном порядке |
| Сортировать | Сортирует элементы массива в порядке возрастания или убывания |
| sortrows | Сортирует строки в порядке возрастания |
| выжимать | Удаляет одиночные размеры |
| транспонировать | транспонировать |
| векторизовать | Векторизованное выражение |
Примеры
Следующие примеры иллюстрируют некоторые из функций, упомянутых выше.
Длина, Размер и Количество элементов –
Создайте файл сценария и введите в него следующий код –
x = [7.1, 3.4, 7.2, 28/4, 3.6, 17, 9.4, 8.9]; length(x) % length of x vector y = rand(3, 4, 5, 2); ndims(y) % no of dimensions in array y s = ['Zara', 'Nuha', 'Shamim', 'Riz', 'Shadab']; numel(s) % no of elements in s
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат –
ans = 8 ans = 4 ans = 23
Круговое смещение элементов массива –
Создайте файл сценария и введите в него следующий код –
a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] % the original array a b = circshift(a,1) % circular shift first dimension values down by 1. c = circshift(a,[1 -1]) % circular shift first dimension values % down by 1 % and second dimension values to the left % by 1.
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат –
a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 b = 7 8 9 1 2 3 4 5 6 c = 8 9 7 2 3 1 5 6 4
Сортировка массивов
Создайте файл сценария и введите в него следующий код –
v = [ 23 45 12 9 5 0 19 17] % horizontal vector sort(v) % sorting v m = [2 6 4; 5 3 9; 2 0 1] % two dimensional array sort(m, 1) % sorting m along the row sort(m, 2) % sorting m along the column
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат –
v = 23 45 12 9 5 0 19 17 ans = 0 5 9 12 17 19 23 45 m = 2 6 4 5 3 9 2 0 1 ans = 2 0 1 2 3 4 5 6 9 ans = 2 4 6 3 5 9 0 1 2
Cell Array
Массивы ячеек – это массивы индексированных ячеек, где каждая ячейка может хранить массив разных измерений и типов данных.
Функция cell используется для создания массива cell. Синтаксис для функции ячейки –
C = cell(dim) C = cell(dim1. dimN) D = cell(obj)
Куда,
- С – массив ячеек;
- dim – скалярное целое число или вектор целых чисел, который определяет размеры массива ячеек C;
- dim1, …, dimN – скалярные целые числа, которые определяют размеры C;
- obj является одним из следующих –
- Массив или объект Java
- .NET массив типа System.String или System.Object
С – массив ячеек;
dim – скалярное целое число или вектор целых чисел, который определяет размеры массива ячеек C;
dim1, …, dimN – скалярные целые числа, которые определяют размеры C;
obj является одним из следующих –
пример
Создайте файл сценария и введите в него следующий код –
c = cell(2, 5); c = 'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5>
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат –
Доступ к данным в массивах ячеек
Существует два способа обращения к элементам массива ячеек:
- Заключение индексов в первую скобку () для ссылки на наборы ячеек
- Заключение индексов в фигурные скобки <> для ссылки на данные в отдельных ячейках
Когда вы заключаете индексы в первую скобку, это относится к набору ячеек.
Индексы массива ячеек в гладких скобках относятся к наборам ячеек.
c = 'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5>; c(1:2,1:2)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –
Вы также можете получить доступ к содержимому ячеек путем индексации с помощью фигурных скобок.
c = 'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5>; c1, 2:4>
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат –