Matlab学习02-matlab中的数据显示格式及符号变量

news2024/10/26 11:41:21

一，关系运算和逻辑运算

二，变量

三，数据显示格式

四，符号运算

1，创建符号变量

2，数值矩阵转换成符号矩阵

一，关系运算和逻辑运算

在matlab中，只要数值不是 $0$ ，都可以当作真（即正确），把 $0$ 当作假（即错误）

对于关系运算符其实是相伴我们时间最长的运算符，从小学就开始学习大于 $(>)$ ，小于 $(<)$ ，大于等于 $(\geq )$ ，小于等于 $(\leq )$ ，等于 $(==)$ ，不等于（~=）等运算符，关系运算符基本上搭配着逻辑运算符：与（&），或（|）和非( ～)一起使用。

例如，从下面的一串数中

找到大于3小于10的数字

二，变量

通过上面的例子可以看到，在matlab中，不需要事先定义一个变量（变量的大小和类型），就可以直接对某变量进行赋值和运算。在python编程中也是一样，极其方便。

数值的表示主要有两种：

十进制法： $10,11,12$
科学计数法：

$1.024e3$ （对应十进制法中的 $1.024 \times 10^{3}=1024$ ），

$1.024e-3=1.024 \times 10^{-3}=0.001024$
如果数值是虚数，就需要考虑到虚部单位 $i$ 或 $j$ 。例如，一个虚数可以如下表示：

$24j$

复数如下表示 ↓

$10+24j$ % 10是实数，24j 是虚数，合在一起就是复数

在matlab中，当遇到某个新变量时，会自动产生一个变量并配备一个适当的存储空间，如果变量已存在，则自动进行相应的替换。如下，a的初始值为10，但是后面又重新赋值，变成了24。

matlab的变量命名规则如下：

变量名区分大小写，例如A 和 a 是两个不同的变量名，如下，a 依旧是24，并不会变成66。
变量名的第一个字符必须是英文字母（个人ps：这个就有点严格了，不像其他的编程语言像c++那样还可以是下划线开头），并且变量的长度不能超过31个字符（个人ps：这个可以理解，毕竟起那么长的变量名完全无意义）
变量名可以包含下划线，数字，但不能包含空格符，标点。
还有最关键的就是不能和保留字重名，不然就作为保留字来使用，不能进行赋值及运算等操作。在matlab中具体有哪些保留字（关键字），可以在matlab命令行窗口输入"iskeyword"查看，下面选取一部分进行展示：

系统中还有一些特殊的变量，既不是自定义变量也不是保留字（关键字），只是指代了特定的意思，如下：

matlab系统中的特殊变量
ans	默认变量名。如下
pi	圆周率
realmin	最小的正实浮点数
realmax	最大的正实浮点数
bitmax	最大正整浮点数
inf	无穷大
eps	浮点运算相对精度
nan	非数，结果不确定。

三，数据显示格式

当我输入数值 0.3 后，命令行窗口中显示的数据形式和我输入的不同：

这是因为在matlab内部，每一个数据元素都是用双精度数来表示和存储。

如果我想要命令行窗口中显示的数据形式和我输入的数据形式一样，我就可以用format（格式）命令来设置或者是改变数据输出格式。如下👇

接下来通过以下表格来认识不同种类的数据显示格式：

matlab中的数据显示格式
格式	说明
format	短格式（缺省显示格式），只显示5位。例如我输入0.3这两位数，最后只输出0.3000这五位数。↓ ↓ ↓ ↓ ↓
format short	和 format一样的作用和效果：虽然看起来format short多了个short效果还跟format一样显得很多余，但是这个搭配主要是为了后面的短格式e方式和短格式g方式。format 后面不能直接接上 e 或 g。而format short 可以。
format short e	短格式e方式，数值将以科学计数法的形式进行显示，且保留 4 位小数。这种输出特别适用于很大或很小的数字，使得数字更易于阅读和理解。例如我输入圆周率pi，对应的输出如下：但它并不强制使用科学计数法。如下👇 总而言之，短格式e方式在表示数字时，采用了小数点后保留 4 位的科学计数法，非常适合显示数据范围广泛的数值。
format short g	短格式g方式（自动选择最佳表示格式），用于以短格式显示数值，具体来说，它会根据数值的大小自动选择最合适的格式（科学记数法或固定小数点格式），并保留大约 5 位有效数字。就像我之前的例子那样，我就想要输入是0.3，输出也是也是0.3的效果。
format long	长格式，默认双精度数输出可以显示16位，例如我输入圆周率pi，对应的输出如下：如果想要单精度数输出8位，可以在将数值传给single函数
format long e	长格式e方式。将本来显示16位的数，使用科学计数法的方式表示，如下，还是以圆周率pi为例：
format long g	长格式g方式，例如如下显示因为数值比较大，所以自动选择了最佳的表示格式：科学计数法。
format compact	压缩格式。变量与数据之间在显示时留空行。它主要影响命令窗口中输出的文本格式，尤其是数组和矩阵的显示方式。例如，我使用默认的format格式，显示一个矩阵：接着使用format compact命令，切换成压缩格式：因此，用此命令后，MATLAB 会减少输出之间的空行，使得输出更加紧凑，节省屏幕空间。这在处理较大数据集时尤其有用，因为它可以更容易地查看输出。
format loose	自由格式，变量与数据之间在显示时留空格。和format compact相反。
format hex	十六进制格式显示。用于以十六进制格式查看数值在计算机内存中的实际表示，例如我输入圆周率pi，显示如下：这个命令对于调试和查看浮点数的内部表示非常有用。如果想要恢复成十进制格式的显示方法，可以在matlab命令行窗口输入format，之后回车即可。