MATLAB - 变量

MATLAB - 变量和数据类型

在 MATLAB 中，变量是内存中一个命名存储位置。基本原则是：MATLAB 中的每个变量都是一个数组，它可以容纳数字、文本或更复杂的数据。即使是单个数字也被视为 1x1 的数组。

创建和赋值变量

赋值使用等号（=）完成。MATLAB 会根据您赋的值自动确定变量的适当数据类型。

% 赋值一个单一数值（一个 1x1 的双精度数组）
x = 16;

% 句末的分号会抑制命令窗口的输出
% 这是编写清晰脚本的最佳实践。
y = sqrt(x);

% 要查看 y 的值，只需键入其名称或使用 disp()
disp(y)

输出：

如果您执行一个表达式而未将其赋值给变量，MATLAB 会将结果存储在一个名为 ans 的临时变量中。

% 此计算结果存储在 'ans' 中
log(100)

% 您可以在下一次计算中使用 'ans'
result = ans * 5

变量命名最佳实践

具有描述性：使用描述变量用途的名称，例如 initialVelocity 或 customerName，而不是 v 或 c。
以字母开头：变量名必须以字母开头，后跟字母、数字和下划线的任意组合。
区分大小写：MATLAB 区分大小写，因此 myVar 与 myvar 不同。
避免关键字：不要使用内置函数或关键字的名称（例如 if、for、plot）。您可以使用 exist('name') 检查名称是否是函数。

管理工作区变量

当您创建变量时，它们会填充 MATLAB 工作区。您可以使用这些命令来管理它们：

who：列出当前工作区中所有变量的名称。
whos：提供详细列表，包括变量名、大小（维度）、内存使用情况和数据类型。
clear：从内存中删除变量。clear varName 删除特定变量，而单独的 clear 则删除所有变量。

% 创建几个变量
student_name = "Alex";
grades = [95, 88, 92];

% 查看工作区中的内容
whos

预期输出：

  Name             Size            Bytes  Class     Attributes

  grades           1x3                24  double
  student_name     1x1               138  string

常见数据类型

虽然 double（64 位浮点数）是默认值，但 MATLAB 支持许多其他数据类型：

double：数字的默认类型，例如 x = 3.14。
string：用于文本，用双引号括起来。非常适合处理文本数据。例如 s = "Hello, MATLAB!"。
char：用于单个字符或字符数组，用单引号括起来。例如 c = 'H'。
logical：表示 true (1) 或 false (0)。例如 isValid = true。
cell：一个数组，其每个元素可以容纳不同数据类型。例如 C = {1, "text", [2 3]}。
struct：一个带有命名字段的结构体，用于组织相关数据。例如 patient.name = "John"; patient.age = 45;。

创建向量和矩阵

创建数组是 MATLAB 的核心技能。以下是现代和最常用的方法。

手动创建

% 一个行向量（元素用逗号或空格分隔）
row_vec = [1, 2, 3, 4, 5];

% 一个列向量（元素用分号分隔）
col_vec = [1; 2; 3; 4; 5];

% 一个 2x3 矩阵（分号开始新的一行）
my_matrix = [1, 2, 3; 4, 5, 6];

使用函数

% 创建一个包含 10 个均匀分布点，范围从 0 到 1 的向量
lin_vec = linspace(0, 1, 10);

% 冒号运算符：创建一个从 1 到 10，步长为 2 的向量
colon_vec = 1:2:10; % 结果: [1 3 5 7 9]

% 创建一个 3x4 的全零矩阵
zero_mat = zeros(3, 4);

% 创建一个 2x2 的单位矩阵
ident_mat = eye(2);

控制输出格式

format 命令控制数字在命令窗口中的显示方式。这不会改变存储的值，只改变其外观。

my_val = 100/3;

format short % 默认，4 位小数
disp(my_val) % 显示 33.3333

format long % 双精度，15 位小数
disp(my_val) % 显示 33.333333333333336

format bank % 2 位小数
disp(my_val) % 显示 33.33

format rat % 最接近的有理分数
disp(my_val) % 显示 100/3