MATLAB基础教程（4）介绍一下变量类型与赋值

haidaowang

matlab解决问题的最基本思路是建立脚本文件，那么脚本文件的第一段就是定义一些变量，这和C语言等编程思想是一样的。matlab提供的变量类型很多，最基础的是三种：数值变量、符号变量、字符串，其他的类型还有cell、table等。这里仅说明最基础的变量类型。

% W# b, M* Q; I. G/ g# X1.数值变量
& N+ [2 n$ V. c+ U) d8 Y  Z1 ?    matlab中所有的数值变量都是矩阵，赋值时，以方括号作为开头和结尾，以英文逗号或空格分割同行元素，以英文分号分割各列。例如在Command Window里输入
( b$ C0 u) m' f8 S
a=[1 2;3 4]
! m8 @8 ?1 B9 Q  a6 ?
" S" A/ H: i% y2 h


8 n( K) ]6 {& d) u, Q可以看到运算结果，a是一个数值变量。同时workspace里出现一个田字形的变量a，说明变量a的类型是数值型。
2 P! Z5 z3 q+ X, E( X

2 `8 w2 i  M0 j/ D" |" w
向量和数字可以视为特殊的矩阵，例如
/ j6 d, y. D3 r- j
a=[1 2]

, V5 n) T8 t# Pa=[1;2]

% H; ?; V% Y0 O" U; f分别是行向量和列向量。

a=[1]  可以简写为a=1   是数字。

    数值变量的命名要求是英文字母开头，不能包含特殊符号，大小写敏感。这里推荐采用下划线来进行分割，例如value_of_A，这和其他编程语言的命名规则大体相当。
- ?$ X) S. z* L5 h8 A
; f2 o' j1 H6 L- U    赋值中，有时需要用到等差数列，例如定义一个向量a=[1 2 3]，如果比较长，赋值很麻烦，所以matlab提供了一个简单的方法
) t! S* X# g3 s* Q: q! b6 E
4 ^5 J# {3 \& D3 D* e! ua=[1:1:3]
  S3 _( ]; E, u0 M9 S9 P) ~+ m
, }) U  H& R- c, i8 a% z这里两个冒号的意思是起始值:步长:终值。采用这种赋值方式时可以获得一个等差数列行向量，并可以省略两侧的方括号。当步长为1时，可以省略步长和一个冒号，于是可以简写为
0 K' x1 g% x! N4 f1 A
0 U" u* v# v% v  W

• a=1:3
  5 }  s6 j+ V( s; Y6 U& `" j

' v& D, G6 Y6 z. D0 y$ H7 d7 {
$ ?8 w: F: n, p$ m* w. Q
6 h2 y) X! O1 [7 E    另一种灵活的赋值方法是分块矩阵，其方法是变量名后面加圆括号，圆括号中加序号。例如
* z# u! c- d6 F- x7 n+ D
$ |0 W; O# ]+ c0 e* |0 s9 m5 b4 Ba=[1 2;3 4]
! V( s* j6 g- `
# t9 m1 \" H2 b0 R定义变量a之后，

b=a(1,2)
8 }  p6 ?$ V. V+ Z
就可以把a的第一行第二列元素赋值给b，当然也可以用
* K0 ?$ D7 N* ^- @0 E; u* q
4 ]. |* p4 r, Na(1,2)=1

来修改矩阵中部分元素的值。这里需要注意，序号必须是自然数，且不能是零。当矩阵中有多个元素需要赋值时，可以将序号部分改成向量，例如
) ^+ p0 E) q  x6 i3 z
a([1 2],[1 2])=[1 2;3 4]

中把行数和列数都用向量表示，就是说对矩阵a的第1和2行，第1和2列，总共4个元素赋值。更进一步，也可以有a([1 2],1)表示a的第一列，也可以写成
4 B2 j4 K" f' |2 c4 J( pa(1:end,1)
4 I% F3 I7 ?# e8 P
' N" N( u, v% n) U, ?( Z这里的end表示终点，即a的行数2，也可以更进一步简写成
8 H9 H0 c5 {, [0 w- f4 L
a(:,1)

5 m4 x6 ~* I% P; }- E这里的冒号表示从头至尾。这类赋值方法最为常用，但基本的语法非常简单，方括号表示矩阵开头和结尾，圆括号表示从矩阵中选取部分，把握这个原则，有利于读懂程序。

    当然分块矩阵也可以

b=[a a]
$ F' j1 h' K: q( e0 i& Z- Y
这样的赋值方法，但需要注意的是，方括号中的元素必须满足矩阵的行列数要求，例如

/ V1 S" {. t' z' Ha=[1 1]
  l  T' i  c4 }2 m; c. z6 E* ^
b=[1;1]
8 q4 u8 P5 b  `7 v/ n& Y- M
c=[a b]

就会引起错误，因为此时matlab无法确定c的行列数。

2.符号变量

6 V+ G* y3 C/ I3 Y0 a& q8 \' }  Z    总体而言，符号变量比数值变量简单得多，因为变化非常少，常用的赋值命令是

syms a b

* ?; h, u$ j4 c8 asyms表示这里要定义一些符号变量，a和b是变量名，符号变量的命名规则和数值变量一样。有时候也采用
/ _( @; ]- e- U9 D. \! Z) y
syms a real
5 k6 g+ k: I) H! H
$ V4 _# _5 a2 s& r) g7 q, T来强调a是实数变量，具体可以doc syms来获得帮助。

# P$ q' H. b2 u/ {1 K    有些变量之间存在依赖关系，此时可以定义

syms x y(x)
: v: v) V) S7 R/ B  Y5 X# K
4 n$ e& H2 h8 \3 Q6 O- B4 M这里声明x是一个符号变量，又声明y是一个符号变量，且y的值由x决定，这相当于数学中函数的概念。当然具体的函数关系并没有明确规定。也可以
" r7 f0 V5 v( s
; R7 j. B1 p& b2 dsyms x y z(x,y)

来定义符号变量z，z依赖x和y。这相当于二元函数的概念。这里的圆括号显然和数值变量中的圆括号含义完全不同，这也是学习matlab最不习惯的地方，同一个符号，由于变量类型不同会有完全不同的含义。所以在学习matlab的过程中，一定要区分数值变量和符号变量。
/ W! ~" r% R6 T, X

    上述方法定义的符号变量是一个数，或者1*1矩阵，matlab中也可以定义符号矩阵，例如

* R' n9 C2 h  b9 b3 y& c, v+ esyms a11 a12 a21 a22

A=[a11 a12;a21 a22]
! t4 z- \" E9 v# Q: R
7 m/ O0 |+ Y' Z( y就可以获得一个矩阵符号变量A。

  定义符号变量后，workspace中出现相应的变量名，图形不是数值变量的田字形，而是方框里有个立方体，双击后可以看到行列数。


: b7 k$ u# t* B5 X6 v
2 u! X- J- X6 _7 E4 q) x5 E3.字符串

7 P/ p8 u9 h0 H7 X0 Q" V    比数值、符号更为简单的就是字符串了，其定义方法是以单引号开头和结尾，例如

a='hello world'

就定义了一个字符串a，其值为你好世界。matlab中较为特殊的是，字符串可视为行向量，例如

1 r" e, u5 u) B  k* M

• b='hello '
• c='world'
• a=[b c]
  

  K0 `" p' u5 D$ ?( V
, o: v; u4 d2 b2 v# N. N也可以获得字符串a，其值为你好世界。另外，有时也可以将字符串视为矩阵，例如
' U! F( @" l, Y$ t
a=['ab';'cd']

但这种用法很罕见，同时要求各行字符串长度一样，否则将违反矩阵行列数规定。

, y. @; Q! A7 E9 F8 w    当然字符串的值也可以是特殊符号，比如

• ',
  

就定义了逗号，而最特殊的就是定义单引号，因为单引号会和字符串定义中的单引号混淆，因此matlab中用两个单引号表示一个单引号，也就是
( P7 x. h4 l8 [7 W  C( w9 ?/ t

• a=''''
  / `& [3 @8 W; Y3 m

! g( S/ r! a- h" \2 V1 c表示a是一个字符变量，值是一个单引号。语句中第一和第四个单引号是字符串类型的开头和结尾，中间两个单引号用来表示一个单引号。

& E: m6 B; h% H  o* O    定义字符串变量后，workspace中出现相应的变量名，图像是方框里写了ch，双击后可以看到行列数。

0 d1 ^4 P# l6 {4 @4 ?( I" N


% z3 w: O& a/ o& Y& ]$ R6 G
9 A' z# Y# c6 H' a
, ~+ ^2 {0 s' D1 O. m- f" z" O( L

' ?. G( f+ z  \4 @- U+ a

relchhiclty

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