MATLAB – это язык программирования, который широко используется для математических и научных вычислений. Одним из самых фундаментальных понятий в MATLAB является числовая переменная, которая используется для хранения числовых данных. В этом руководстве мы изучим основы числовых переменных в MATLAB, в том числе способы их создания, выполнения арифметических операций и управления ими с помощью встроенных функций.

Создание числовых переменных

Числовые переменные в MATLAB можно создать с помощью оператора присваивания =. Например, чтобы создать переменную a со значением 10, вы можете использовать следующий код:

a = 10;

Вы также можете создавать числовые переменные, выполняя арифметические операции. Например, чтобы создать переменную b со значением 5, вы можете использовать следующий код:

b = 10 - 5;

В MATLAB вы также можете создавать числовые переменные, используя функции, которые генерируют определенные типы числовых данных. Например, чтобы создать матрицу случайных чисел 3 на 3, вы можете использовать функцию rand():

random_matrix = rand(3, 3);

Вы также можете создать вектор равномерно распределенных чисел, используя функцию linspace():

evenly_spaced_vector = linspace(0, 1, 11); 

В этом примере мы создаем вектор из 11 чисел, равномерно распределенных между 0 и 1.



Числовые типы данных

В MATLAB существует несколько типов данных для числовых переменных, включая double, single, int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32, int64 и uint64. Тип данных double является типом данных по умолчанию для числовых переменных и используется для хранения чисел с плавающей запятой с двойной точностью. Тип данных single используется для хранения чисел с плавающей запятой с одинарной точностью. Типы данных int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32, int64 и uint64 используются для хранения целых чисел с различными диапазонами.

Когда вы создаете числовую переменную в MATLAB, тип данных автоматически определяется на основе значения, которое вы присваиваете переменной. Например, если вы назначаете десятичное число переменной, MATLAB автоматически назначит тип данных double. Вы также можете указать тип данных при создании переменной с помощью функций double(), single(), int8(), uint8(), int16(), uint16(), int32(), uint32(), int64() или uint64(). Например, чтобы создать переменную x с типом данных single и значением 1,0, вы можете использовать следующий код:

x = single(1.0);


Основные арифметические операции

MATLAB поддерживает все основные арифметические операции для числовых переменных, включая сложение (+), вычитание (-), умножение (*) и деление (/). Например, чтобы добавить две числовые переменные a и b, вы можете использовать следующий код:

c = a + b;

Вы также можете выполнять более сложные арифметические операции, используя скобки () для управления порядком операций. Например, чтобы вычислить значение d = (a + b) * 2, вы можете использовать следующий код:

d = (a + b) * 2;

В дополнение к этим основным арифметическим операциям MATLAB также поддерживает более сложные арифметические операции, такие как возведение в степень (^) и модуль (mod()). Например, чтобы вычислить значение e = a^2, вы можете использовать следующий код:

e = a^2;

Чтобы вычислить остаток от деления одной числовой переменной a на другую числовую переменную b, вы можете использовать функцию mod(). Например, чтобы вычислить остаток от деления a на b, можно использовать следующий код:

remainder = mod(a, b); 

Векторные и матричные операции

В дополнение к основным арифметическим операциям MATLAB также поддерживает векторные и матричные операции, которые позволяют выполнять арифметические операции с векторами и матрицами. Например, чтобы добавить два вектора x и y, вы можете использовать следующий код:

z = x + y;

Чтобы умножить две матрицы A и B, вы можете использовать следующий код:

C = A * B; 

MATLAB также поддерживает другие полезные матричные операции, такие как транспонирование (.'), поэлементное умножение (.*) и обращение матрицы (inv()). Например, чтобы транспонировать матрицу A, вы можете использовать следующий код:

A_transpose = A.';

Чтобы вычислить поэлементное умножение двух матриц A и B, вы можете использовать оператор .*. Например, чтобы вычислить поэлементное умножение двух матриц A и B, вы можете использовать следующий код:

C = A .* B;

Чтобы вычислить обратную матрицу A, вы можете использовать функцию inv(). Например, чтобы вычислить обратную матрицу A, вы можете использовать следующий код:

A_inverse = inv(A);


Встроенные функции

MATLAB включает в себя широкий набор встроенных функций для работы с числовыми переменными. Эти функции можно использовать для выполнения различных операций, включая математические операции, статистические операции и операции обработки сигналов.

Например, чтобы вычислить квадратный корень числовой переменной a, вы можете использовать функцию sqrt(). Например:

sqrt_a = sqrt(a);

MATLAB также включает функции для вычисления среднего значения (mean()), дисперсии (var()) и стандартного отклонения (std()) набора значений. Например, чтобы вычислить среднее значение вектора x, вы можете использовать следующий код:

x_mean = mean(x);

Точно так же, чтобы вычислить дисперсию вектора x, вы можете использовать функцию var():

x_variance = var(x); 

Чтобы вычислить стандартное отклонение вектора x, вы можете использовать функцию std():

x_std = std(x); 

Заключение

В этом руководстве мы рассмотрели основы числовых переменных в MATLAB, в том числе способы их создания, выполнения арифметических операций и управления ими с помощью встроенных функций. Мы также рассмотрели некоторые более сложные функции MATLAB, такие как векторные и матричные операции, а также встроенные функции для выполнения математических и статистических операций. Обладая этими знаниями, вы сможете работать с числовыми переменными в MATLAB и выполнять широкий спектр математических и научных вычислений.





Повышение уровня кодирования

Спасибо, что являетесь частью нашего сообщества! Перед тем, как ты уйдешь:

  • 👏 Хлопайте за историю и подписывайтесь на автора 👉
  • 📰 Смотрите больше контента в публикации Level Up Coding
  • 💰 Бесплатный курс собеседования по программированию ⇒ Просмотреть курс
  • 🔔 Подписывайтесь на нас: Twitter | ЛинкедИн | "Новостная рассылка"

🚀👉 Присоединяйтесь к коллективу талантов Level Up и найдите прекрасную работу