2.1 表达式
MATLAB中的表达式是指由多种运算符将常量、变量、函数等多种运算对象连接起来构成的运算式子,它可以直接用来运算,也可以作为编程之用。
2.1.1 常量
1.数值表示
MATLAB的数值采用习惯的十进制表示方法,可以带小数点或负号。对于很大(或很小)的数,采用科学计数法,用字母e表示以10为底的幂次,如2.5×10−5在MATLAB中表示为2.5000e-05。虚数用i或j作为后缀,如3+4i的运行结果为3.0000+4.0000i,4+5j的运行结果为4.0000+5.0000i。
2.永久常数值
常量是MATLAB中取不变值的量,主要有数值常量和字符串常量。其中一类常量是系统默认给定一个符号表示的,称为永久常数值,或称为系统预定义的变量。常用的永久常数值如表2-1所示。永久常数值是在MATLAB启动时自定义的,它不会被清除内存变量指令clear所清除。
表2-1 永久常数值
2.1.2 变量与基本函数
1.变量
变量是MATLAB语言的基本元素之一,它不要求对使用的变量进行事先说明,也不需要指定变量的类型,系统会根据该变量被赋予的值或对该变量所进行操作来自动确定变量的类型。变量命名规则如下:
1)变量名区分大小写。
2)变量名最多能包含63个字符,其后的字符都被忽略。
3)变量名必须以字母开头,其后可以是任意数量的字母、数字或者下画线。
4)不允许出现标点符号。
除上述规则外,MATLAB中有些关键字(保留字)不能用作变量名,例如永久常数值不能用作变量名;其次在编写程序中所用到的命令指令,如for、end、if、while、else、elseif、case、switch、continue、try、catch、break、otherwise、return、global、funtion等也不能用作变量名。用户可以用函数isvarname('teststring')验证字符串'teststring'是否为合法的MATLAB变量名,若合法,则函数返回1(True),否则返回0(False)。
2.常用函数
MATLAB中的基本部分、各种工具箱等内容都由函数构成,从某种意义上说,函数就代表了MATLAB。MATLAB中常用的基本函数如表2-2所示。
表2-2 常用的基本函数
说明:余数函数rem()与mod()的区别:
1)当y≠0时,rem(x,y)=x-y.*fix(x./y),mod(x,y)=x-y.*floor(x./y)。
2)当y=0时,rem(x,0)=NaN,mod(x,0)=x。
3)当x,y同号时,rem(x,y)与mod(x,y)相等。
4)rem(x,y)的符号与x相同,mod(x,y)的符号与y相同。
【例2-1】 弧度和度数的正弦函数值。
【例2-2】 余数函数的比较。
3.运算符
MATLAB使用的算术运算符为:加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、左除(\)、幂(^),优先规则为圆括号“()”,优先表示指定的运算顺序。
2.1.3 表达式及运算
1.MATLAB书写表达式的规则
1)表达式由变量名、运算符和函数名组成。
2)表达式将按与常规相同的优先级自左至右执行运算。
3)优先级的规定:指数运算级别最高,乘、除运算次之,加、减运算级别最低。
4)括号可以改变运算的次序。
书写表达式时,赋值符“=”和运算符两侧允许有空格,以增加可读性。但在复数或符号表达式中要尽量避免“装饰性”空格,以防出错。
2.表达式的运算
(1)直接输入法
在MATLAB中进行基本数学运算,只需将运算式直接输入命令行窗口提示号之后,并按<Enter>键即可。MATLAB会将运算结果直接存入一变量ans(默认),代表MATLAB运算后的答案(answer),并显示其数值。
(2)存储变量法
存储变量法是为变量赋予变量名的方法,在命令行窗口显示其数值,并暂存在工作区Workspace内。当关闭MATLAB系统或关机时,这些变量都会自动消失。
【例2-3】 表达式的计算结果。
【例2-4】 运算结果的赋值。
2.1.4 复数
复数的处理十分简单,不需进行其他任何的附加操作。
1.复数的表示方法
【例2-5】 复数的书写形式。
说明:只有数字才能与字符i和j直接相连,而表达式则不可以。如sin(pi)i没有意义,但可使用sin(pi)*i。
2.复数的运算
【例2-6】 复数的乘法运算。
运行结果如下: