1.2 數據運算

1.2.1 變量

1.變量的命名

變量就是在程序運行過程中，其數值可以變化的數據。變量可代表一個或若干個內存單元（變量的地址）中的數據。為了對變量所對應的存儲單元進行訪問，需要給變量命名。在MATLAB中，變量名可以是由字母、數字或下畫線組成的字符序列，最多可包含 63 個字符，但第一個字符必須是字母。例如：myfile13、ab 1cd、EXAMPE等均為合法變量名，而 3dat、mydat、123.4 等都不是合法變量名。

在MATLAB中，變量名區分字母的大小寫，大小寫不同的兩個變量名被認為是兩個不同的變量。例如A1和a1是兩個不同的變量；另外，MATLAB不支持漢字，漢字不能出現在變量名和文件名中。

2.賦值語句

賦值語句的格式：

說明：表達式是用運算符把特殊字符、函數名、變量名等有關運算量連接起來的式子。執行后將右邊表達式的值賦給左邊的變量。如果缺省變量名，表達式的值賦給預定義變量ans。

賦值語句的運算結果能在命令行窗口中顯示，如果在語句的最后加分號，那么MATLAB僅執行賦值操作，不顯示運算的結果，以抑制不必要的信息顯示。如果運算的結果是一個很大的矩陣或根本不需要觀察運算結果，則可以在語句的最后加上分號。

如果表達式較長，在一行中放不下，則可以在行末輸入 3 個小黑點表示的續行符（…），指明下一行為續行。例如：

由于 “；” 的存在，計算結果s=0.6532并沒有顯示出來。如果續行符前面是數字，直接使用續行符會出現錯誤。有兩種解決方法：一種是再加一個點（共4個點），另一種是先空一格然后再加續行符。

3.預定義變量

在MATLAB工作空間中，還駐留幾個由系統本身定義的變量。它們有特定的含義，在使用時，應盡量避免對這些變量重新賦值。除前面出現過的ans外，還有一些常用的預定義變量，如表1-2所示。

如果自定義變量名與預定義變量名或內部函數名相同，那么在清除該自定義變量之前，相應的函數和預定義變量都無效。

請思考：與inf或nan運算，會得到什么結果？

1.2.2 常用數學函數

MATLAB提供了許多數學函數，函數的自變量規定為矩陣變量，運算規則是將函數作用于矩陣的每一個元素，因而函數運算結果是一個與自變量相同維數的矩陣。MATLAB的常用數學函數如表1-3所示。

三角函數按弧度計算。另外，mod（x，y）與y符號相同，rem（x，y）與 x 符號相同；當x與y同號時，mod（x，y）等于rem（x，y）。

【例1-4】 計算3.14的余弦函數、自然對數、以e為底的指數、朝零方向取整和朝正無窮方向取整運算后的數值。

在命令行窗口輸入：

1.2.3 數據操作

1.input函數

MATLAB提供了一些輸入輸出函數，允許用戶通過計算機鍵盤與MATLAB進行數據交換。如果用戶想從鍵盤輸入數據，則可以使用input函數來進行。該函數的調用格式為：

說明：提示信息是一個字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數據，字符串中若有 “\n”，則表示換行輸入。參數s表示允許用戶通過鍵盤輸入字符串；如果缺省 s，則只允許用戶輸入一個字符或數字。例如：

命令行窗口顯示如下：

命令行窗口顯示如下：

2.disp函數

MATLAB提供的命令行窗口輸出函數主要是disp函數，其調用格式為：

說明：其中輸出項既可以是用單引號括起來的數字、字符或字符串也可以是漢字，也可以是矩陣、變量。

例如輸出上例創建的字符矩陣a。

命令行窗口顯示如下：

用disp函數顯示矩陣時將不顯示矩陣的名字，而且其格式更緊密，不留沒有意義的空行。

請思考：如何在命令行窗口顯示自己的名字？

3.pause函數

當程序運行時，為了查看程序的中間結果或觀看輸出的圖形，有時需要暫停程序的執行。這時可以使用pause函數，其調用格式如下：

說明：n是一個常數，表示延遲多少秒。如果省略延遲時間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶單擊任意鍵后程序繼續執行。若要強行中止程序的運行可使用〈Ctrl+C〉命令。

4.save命令

save命令是將MATLAB工作空間中的變量存入磁盤。其具體格式如下：

將當前MATLAB工作空間中所有變量以二進制格式存入名為matlab.mat（默認的文件名）的文件中，可在操作界面上工具欄旁的當前文件夾顯示的文件夾中，找到該文件。

將當前工作空間中的所有變量以二進制格式存入當前路徑下的文件dfile.mat中，擴展名mat自動產生。如果文件要保存在其他路徑，可在文件名前加上路徑。例如：在命令行窗口輸入save d：\example1，則將example1文件存在D盤根目錄下。

只把變量 a、b以二進制格式存入dfile.mat文件，擴展名自動產生。若存入多個變量，變量名之間用 “空格” 分隔。

將變量a以8位ASCII碼形式存入dfile.mat文件。

將變量a以16位ASCII碼形式存入dfile.mat文件。

fname是一個預先定義好的包含文件名的字符串，該用法將變量a以 ASCII 碼格式存入由fname定義的文件中。由于在這種用法中，文件名是一個字符變量，因此可以方便地通過編程的方法存儲一系列數據文件。

5.load命令

與save命令相對應，load函數是將磁盤上的數據讀入工作空間。其具體格式如下：

把磁盤文件matlab.mat（默認的文件名）的內容讀入內存，由于存儲.mat文件時已包含了變量名的信息，因此調回時已直接將原變量信息帶入，不需要重新賦值變量。

把磁盤文件dfile.mat的內容讀入內存。

fname是一個預先定義好的包含文件名的字符串，將由fname定義文件名的數據文件讀入變量x中，使用這種方法可以通過編程方便地調入一系列數據文件。

【例1-5】 定義3個變量a=2，b=4，c=6，全部存入一個文件中，再把 a、b存入另一個文件中；清空工作空間后，檢查工作空間，然后調入變量a，再檢查工作空間。

命令行窗口顯示如下：