Введение в массивы Matlab

Массивы — это уникальные переменные, которые хранят несколько значений в одном имени переменной. В этом уроке мы обсудим некоторые конкретные типы массивов.

Что такое массивы Matlab?

В MATLAB® все переменные являются массивами, включая скаляры и структуры. Независимо от того, какой тип данных вам нужен, вы будете хранить его в массиве.

Массив — это набор элементов с одинаковым типом данных. Вектор — это одномерный массив, а матрица — это двумерный массив. Многомерный массив — это массив, размерность которого превышает два измерения (т. е. 3 или 4).

Станьте экспертом в области науки о данных и получите работу своей мечтыПрограмма аспирантуры Калифорнийского технологического института по науке о данныхИзучить программу

Создание массива в MATLAB

В MATLAB мы можем создавать массивы несколькими способами.

Первый способ — использовать пробелы между элементами:

>> А = (1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12)

Он создает переменную массива 'A' с одной строкой и четырьмя столбцами. Переменная 'A' сохраняется в рабочей области, а терминал отобразит вывод в командном окне как:

А = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Второй способ — использовать запятые между элементами:

>> а = (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12)

Он создает переменную массива 'a', имеющую одну строку и четыре столбца. Переменная 'a' сохраняется в рабочей области, и терминал отобразит вывод в командном окне как

А = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Операции с массивами в MATLAB

В MATLAB доступны две категории операций над массивами: операции с массивами и матричные операции.

«Операции с массивами» реализуются на соответствующих элементах в двух массивах. Другими словами, это поэлементные операции.

«Матричные операции», с другой стороны, не реализуются на соответствующих элементах в двух массивах. Вместо этого они выполняются между двумя целыми матрицами.

Станьте экспертом в области науки о данных и получите работу своей мечтыПрограмма аспирантуры Калифорнийского технологического института по науке о данныхИзучить программу

Индексирование массивов

В MATLAB® каждая переменная — это массив, который может содержать много чисел. Когда вы хотите получить доступ к выбранным элементам массива, используйте индексацию.

Индексирование — это процесс выбора элемента в массиве на основе его позиции в массиве. Первый элемент имеет 2 позиции, т.е. номер индекса столбца и номер индекса строки.

Например:

А = (1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16)

А = 4×4

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

Существует два способа сослаться на определенный элемент в массиве. Наиболее распространенный способ — указать индексы строк и столбцов, например

А(3,1)

Здесь 3 — номер строки, а 1 — номер столбца.

Следовательно, выбранное число будет – 9.

Другой способ сделать это — указать произведение индекса столбца и индекса строки.

А(3)

Специальные массивы в MATLAB

У нас есть много функций, создающих массивы.

Функция ones() создает массив из всех единиц.

те(3,3)

>>

1 1 1

1 1 1

1 1 1

Функция eye() создает единичную матрицу.

глаз(4,4)

>>

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 1

Функция zeros() создает массив из всех нулей.

нули(3)

>>

0 0 0

0 0 0

0 0 0

Функция rand() создает массив равномерно распределенных случайных чисел на интервале (0,1).

ранд(3,5)

>>

0,8147 0,9134 0,2785 0,9649 0,9572

0,9058 0,6324 0,5469 0,1576 0,4854

0,1270 0,0975 0,9575 0,9706 0,8003

Станьте экспертом в области науки о данных и получите работу своей мечтыПрограмма аспирантуры Калифорнийского технологического института по науке о данныхИзучить программу

Магический квадрат

Магические квадраты — один из самых увлекательных математических объектов. По сути, это способ заставить все числа складываться в одно и то же число, независимо от того, как вы их складываете. Вы можете складывать их по строкам, по столбцам или по диагонали, и результат всегда будет одинаковым!

Magic() позволяет вам создать свой собственный магический квадрат всего за несколько строк кода. Он принимает единственный аргумент, который задает размер квадрата. Аргумент должен быть скаляром, большим или равным 3.

магия(4)

>>

16 2 3 13

5 11 10 8

9 7 6 12

4 14 15 1

Многомерные массивы

Многомерные массивы в MATLAB являются расширением обычной двумерной матрицы. Обычно для создания многомерного массива мы сначала создаем двумерный массив и расширяем его. Для создания многомерного массива мы используем оператор двоеточия в скобках () для разделения каждого измерения.

Например:

Массив = (1 2 3; 4 5 6)

Приведенный выше код создает матрицу 2 x 3, содержащую значения от 1 до 6. Следующий код генерирует матрицу 3 x 4, содержащую значения от 1 до 8.

1 2 3

4 5 6

Функции массива

• длина: Длина вектора или наибольшего измерения массива
• ndims: Количество измерений массива
• numel: Количество элементов массива
• размер: Размеры массива
• iscolumn: определяет, является ли входной сигнал вектором-столбцом
• isempty: определяет, является ли массив пустым
• isatrix: определяет, является ли вход матрицей
• isrow: определяет, является ли входной сигнал вектором-строкой
• isscalar: Определяет, является ли входной сигнал скалярным
• isvector: определяет, является ли входной сигнал вектором
• blkdiag: создает блочно-диагональную матрицу из входных аргументов
• circshift: Сдвигает массив по кругу
• ctranspose: Комплексно-сопряженная транспонированная операция
• diag: Диагональные матрицы и диагонали матрицы
• flipdim: Переворачивает массив по указанному измерению
• Fliplr: Переворачивает матрицу слева направо
• flipud: Переворачивает матрицу сверху вниз
• ipermute: Инвертирует перестановку измерений массива ND.
• permute: Изменяет порядок измерений массива ND.
• repmat: Репликация и мозаичный массив.
• reshape: Изменяет форму массива.
• rot90: Поворачивает матрицу на 90 градусов.
• shiftdim: Смещает размеры.
• Сортировка: сортирует элементы массива в порядке возрастания или убывания.
• Sortrows: Сортирует строки в порядке возрастания.
• Сжатие: удаляет единичные измерения
• Транспонировать: Транспонировать
• Векторизация: Векторизует выражение

Примеры массивов Matlab

Создание массива

а = (1 2 3 4)

а = 1×4

1 2 3 4

Транспонирование матрицы

а'

>>3×3

1 2 7

3 4 8

5 6 10

Стандартное матричное умножение

р = а*инв(а)

р = 3×3

1,0000 0,0000 -0,0000

0 1,0000 -0,0000

0 0,0000 1,0000

Поэлементное умножение

р=а.*а

р = 3×3

1 9 25

4 16 36

49 64 100

Возвести элемент в 3-ю степень

а.^3

>> 3×3

1 27 125

8 64 216

343 512 1000

Получите востребованные навыки, чтобы начать карьеру в сфере данныхПрограмма последипломного образования по специальности «Инженерия данных»Изучить курс

Часто задаваемые вопросы

1. Как написать массив в MATLAB?

Чтобы создать массив с несколькими элементами в одной строке, разделите элементы запятой ',' или пробелом. Этот тип массива называется вектором-строкой.

а = (1 2 3 4)

а = (1;2;3;4)

2. Есть ли в MATLAB массивы?

Да. В Matlab доступны различные типы массивов.

3. Начинаются ли массивы MATLAB с 0 или 1?

Если вы программист, вы, вероятно, слышали это раньше: в большинстве языков программирования первым элементом массива является элемент 0. В MATLAB индексы начинаются с 1.

Что это значит? Если вы пытаетесь получить доступ к элементам в ваших данных с помощью цикла, вам нужно помнить, что ваша индексная переменная начинается с 1, а не с 0!

4. Что такое двумерный массив в MATLAB?

В MATLAB® многомерный массив — это массив с более чем двумя измерениями. В матрице два измерения представлены строками и столбцами.

5. Что такое одномерный массив в MATLAB?

В Matlab массив — это строка или столбец, также известный как вектор. Индекс — это положительное целое число, которое определяет позицию значения в векторе. Чтобы получить доступ к значению в массиве, используйте скобки, чтобы заключить значение индекса.

Наша магистерская программа Data Scientist охватывает основные темы, такие как R, Python, Machine Learning, Tableau, Hadoop и Spark. Начните свой путь сегодня!

Заключение

Если вы хотите стать специалистом по обработке данных, нет лучшего способа начать, чем изучить MATLAB.

MATLAB — один из самых востребованных языков программирования в области науки о данных, и у нас есть курс для вас!

Магистерская программа Simplilearn «Data Scientist» поможет вам освоить MATLAB и другие языки программирования, такие как Python и R. Вы также узнаете, как применять методы науки о данных для решения реальных задач.

Курс подробно охватывает различные темы и содержит множество практических компонентов, которые помогут вам подготовиться к работе с первого дня.