Bài giảng Lập trình Matlab - Chương 1: Matlab cơ bản

Nội dung text: Bài giảng Lập trình Matlab - Chương 1: Matlab cơ bản

1. Chương 1: Matlab cơ bản Viện Toán ứng dụng và Tin học, ĐHBK Hà Nội Hà Nội, tháng 8 năm 2015 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 1 / 66
2. Giới thiệu Matlab Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 2 / 66
3. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab (MATrix LABoratory) là một môi trường phần mềm (problem-solving environment - PSE) trong toán học tính toán. MatLab được phát triển vào cuối những năm 70 bởi Cleve Moler (Stanford) với mục đích giúp sinh viên thực hiện các tính toán số mà không cần phải học một ngôn ngữ lập trình bậc thấp, ví dụ Fortran. Được thiết kế bởi công ty MathWorks là một ngôn ngữ lập trình bậc cao chuyên sử dụng cho các tính toán kỹ thuật, đặc biệt là các bài toán có dạng ma trận hoặc vector. MatLab tích hợp các tính toán, đồ họa và lập trình trong một môi trường thân thiện, cho phép thể hiện các bài toán và nghiệm dưới dạng các ký hiệu toán học quen thuộc. MatLab là một hệ tương tác, có các thành phần dữ liệu cơ bản là một mảng mà không cần khai báo trước số chiều. MatLab đã trải qua nhiều năm phát triển với sự đóng góp của nhiều chuyên gia. Trong trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khóa học về toán, kỹ thuật và khoa học từ mở đầu đến nâng cao. Trong công nghiệp, MatLab là một công cụ hữu ích cho việc nghiên cứu, phát triển và phân tích các sản phẩm chất lượng cao. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 3 / 66
4. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab (MATrix LABoratory) là một môi trường phần mềm (problem-solving environment - PSE) trong toán học tính toán. MatLab được phát triển vào cuối những năm 70 bởi Cleve Moler (Stanford) với mục đích giúp sinh viên thực hiện các tính toán số mà không cần phải học một ngôn ngữ lập trình bậc thấp, ví dụ Fortran. Được thiết kế bởi công ty MathWorks là một ngôn ngữ lập trình bậc cao chuyên sử dụng cho các tính toán kỹ thuật, đặc biệt là các bài toán có dạng ma trận hoặc vector. MatLab tích hợp các tính toán, đồ họa và lập trình trong một môi trường thân thiện, cho phép thể hiện các bài toán và nghiệm dưới dạng các ký hiệu toán học quen thuộc. MatLab là một hệ tương tác, có các thành phần dữ liệu cơ bản là một mảng mà không cần khai báo trước số chiều. MatLab đã trải qua nhiều năm phát triển với sự đóng góp của nhiều chuyên gia. Trong trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khóa học về toán, kỹ thuật và khoa học từ mở đầu đến nâng cao. Trong công nghiệp, MatLab là một công cụ hữu ích cho việc nghiên cứu, phát triển và phân tích các sản phẩm chất lượng cao. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 3 / 66
5. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab (MATrix LABoratory) là một môi trường phần mềm (problem-solving environment - PSE) trong toán học tính toán. MatLab được phát triển vào cuối những năm 70 bởi Cleve Moler (Stanford) với mục đích giúp sinh viên thực hiện các tính toán số mà không cần phải học một ngôn ngữ lập trình bậc thấp, ví dụ Fortran. Được thiết kế bởi công ty MathWorks là một ngôn ngữ lập trình bậc cao chuyên sử dụng cho các tính toán kỹ thuật, đặc biệt là các bài toán có dạng ma trận hoặc vector. MatLab tích hợp các tính toán, đồ họa và lập trình trong một môi trường thân thiện, cho phép thể hiện các bài toán và nghiệm dưới dạng các ký hiệu toán học quen thuộc. MatLab là một hệ tương tác, có các thành phần dữ liệu cơ bản là một mảng mà không cần khai báo trước số chiều. MatLab đã trải qua nhiều năm phát triển với sự đóng góp của nhiều chuyên gia. Trong trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khóa học về toán, kỹ thuật và khoa học từ mở đầu đến nâng cao. Trong công nghiệp, MatLab là một công cụ hữu ích cho việc nghiên cứu, phát triển và phân tích các sản phẩm chất lượng cao. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 3 / 66
6. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab (MATrix LABoratory) là một môi trường phần mềm (problem-solving environment - PSE) trong toán học tính toán. MatLab được phát triển vào cuối những năm 70 bởi Cleve Moler (Stanford) với mục đích giúp sinh viên thực hiện các tính toán số mà không cần phải học một ngôn ngữ lập trình bậc thấp, ví dụ Fortran. Được thiết kế bởi công ty MathWorks là một ngôn ngữ lập trình bậc cao chuyên sử dụng cho các tính toán kỹ thuật, đặc biệt là các bài toán có dạng ma trận hoặc vector. MatLab tích hợp các tính toán, đồ họa và lập trình trong một môi trường thân thiện, cho phép thể hiện các bài toán và nghiệm dưới dạng các ký hiệu toán học quen thuộc. MatLab là một hệ tương tác, có các thành phần dữ liệu cơ bản là một mảng mà không cần khai báo trước số chiều. MatLab đã trải qua nhiều năm phát triển với sự đóng góp của nhiều chuyên gia. Trong trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khóa học về toán, kỹ thuật và khoa học từ mở đầu đến nâng cao. Trong công nghiệp, MatLab là một công cụ hữu ích cho việc nghiên cứu, phát triển và phân tích các sản phẩm chất lượng cao. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 3 / 66
7. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab (MATrix LABoratory) là một môi trường phần mềm (problem-solving environment - PSE) trong toán học tính toán. MatLab được phát triển vào cuối những năm 70 bởi Cleve Moler (Stanford) với mục đích giúp sinh viên thực hiện các tính toán số mà không cần phải học một ngôn ngữ lập trình bậc thấp, ví dụ Fortran. Được thiết kế bởi công ty MathWorks là một ngôn ngữ lập trình bậc cao chuyên sử dụng cho các tính toán kỹ thuật, đặc biệt là các bài toán có dạng ma trận hoặc vector. MatLab tích hợp các tính toán, đồ họa và lập trình trong một môi trường thân thiện, cho phép thể hiện các bài toán và nghiệm dưới dạng các ký hiệu toán học quen thuộc. MatLab là một hệ tương tác, có các thành phần dữ liệu cơ bản là một mảng mà không cần khai báo trước số chiều. MatLab đã trải qua nhiều năm phát triển với sự đóng góp của nhiều chuyên gia. Trong trường đại học, nó là một công cụ chuẩn cho các khóa học về toán, kỹ thuật và khoa học từ mở đầu đến nâng cao. Trong công nghiệp, MatLab là một công cụ hữu ích cho việc nghiên cứu, phát triển và phân tích các sản phẩm chất lượng cao. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 3 / 66
8. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
9. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
10. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
11. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
12. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
13. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
14. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
15. Giới thiệu Matlab Matlab là gì MatLab ứng dụng trong Toán học và tính toán Phát triển các thuật toán Thu thập dữ liệu Mô hình hóa, mô phỏng Phân tích dữ liệu, thăm dò và trực quan hóa Đồ họa khoa học và kỹ thuật Phát triển các ứng dụng, xây dựng các giao diện người dùng (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 4 / 66
16. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
17. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
18. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
19. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
20. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
21. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
22. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
23. Giới thiệu Matlab Matlab là gì Nét đặc trưng của MatLab là nó cung cấp một họ các Toolboxes , cho phép người dùng có thể học và áp dụng trong các kỹ thuật chuyên ngành. Toolboxes là tập hợp của các hàm (”M-files") cho phép mở rộng môi trường MatLab để giải một lớp các bài toán trong Xử lý tín hiệu (signal processing) Các hệ điều khiển (control systems) Mạng nơ-ron (neural networks) Logic mờ (fuzzy logic) Sóng nhỏ (wavelets) Mô phỏng (simulation) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 5 / 66
24. Biểu thức Matlab Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 6 / 66
25. Biểu thức Matlab Biến Biến (Variables) (1) MatLab không yêu cầu phải khai báo biến cũng như số chiều. Trong MatLab , một biến được khai báo và khởi tạo thông qua lệnh gán, ví dụ: >> num = 98 num = 98 >> pi = 3.1415926535897931 pi = 3.1416 >> msg = ’Hello World’ msg = Hello World Tên biến bao gồm các ký tự chữ, số và ký hiệu gạch dưới (_). Tên biến phải bắt đầu bằng ký tự chữ và có độ dài tùy thích. Tuy nhiên, MatLab chỉ sử dụng N ký tự đầu tiên được tính bằng lệnh >> N = namelengthmax N = 63 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 7 / 66
26. Biểu thức Matlab Biến Biến (Variables)(2) Ví dụ các kiểu tên biến hợp lệ: arg1, no_name, vars, Vars. Khi tên biến không hợp lệ, sẽ xuất hiện dòng thông báo lỗi: >> 4rum = ’Forum’ ??? 4rum = ’Forum’ | Error: Unexpected matlab expression. Ta có thể kiểm tra tính hợp lệ của tên biến bằng lệnh isvarname >> isvarname(’4u’) ans = 0 MatLab phân biệt chữ hoa và chữ thường. Do đó A và a là các biến khác nhau Khi MatLab gặp một tên biến mới, nó tự động tạo ra và lưu trong bộ nhớ. Nếu biến đó đã tồn tại, MatLab sẽ thay đổi giá trị và nếu cần, cấp phát bộ nhớ mới. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 8 / 66
27. Biểu thức Matlab Số Số (Numbers) MatLab sử dụng ký hiệu thập phân theo qui ước với số chữ số tùy chọn và các dấu +,- cho các số. Ký hiệu khoa học sử dụng chữ cái e cho lũy thừa của 10. Số phức sử dụng các chữ i hoặc j cho đơn vị ảo. Một số ví dụ 3 -99 0.0001 9.6397238 1.60210e-20 6.02252e23 1i -3.14159j 3e5i Tất cả các số được lưu trữ bên trong bằng cách sử dụng long format theo chuẩn dấu chấm động IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Các số dưới dạng dấu chấm động có độ chính xác hữu hạn với 16 chữ số thập phân có nghĩa và nằm trong khoảng 10−308, 10+308
    . (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 9 / 66
28. Biểu thức Matlab Các toán tử Các toán tử (Operators) Các biểu thức MatLab sử dụng các toán tử quen thuộc theo thứ tự ưu tiên (từ dưới lên trên). Phép toán Ý nghĩa + Cộng - Trừ * Nhân / Chia \ Chia trái ^ Lũy thừa ’ Chuyển vị, chuyển vị liên hợp phức () Xác định thứ tự ưu tiên của các phép toán (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 10 / 66
29. Biểu thức Matlab Các hàm Các hàm (Functions) (1) MatLab cung cấp một số lượng rất phong phú các hàm toán học sơ cấp (elementary mathematical functions), ví dụ abs, sqrt, exp, sin. Phép lấy căn bậc hai hay logarit của số âm sẽ tự động cho một giá trị phức thích hợp. MatLab cũng đồng thời cung cấp rất nhiều các hàm toán học nâng cao (advanced mathematical functions), bao gồm các hàm Bessel và gamma. Hầu hết các hàm này chấp nhận đối số phức. Để hiển thị danh sách các hàm toán học sơ cấp, nhập vào >> help elfun Tương tự đối với danh sách các hàm toán học nâng cao và hàm xử lý ma trận >> help specfun >> help elmat (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 11 / 66
30. Biểu thức Matlab Các hàm Các hàm (Functions) (2) Một số các hàm như sqrt, sin được cài đặt sẵn (built-in functions). Các hàm này là một phần của nhân MatLab nên chúng rất hiệu quả, nhưng ta không biết được các tính toán chi tiết. Các hàm khác, ví dụ bessel được lập trình dưới dạng m-files. Có một số sự khác biệt giữa các hàm được cài đặt sẵn và các hàm khác. Ví dụ, với các hàm built-in, ta không thể xem mã còn đối với các hàm khác ta có thể xem mã và thậm chí sửa đổi nếu muốn. Kiểm chứng điều này bằng các lệnh >> type sqrt >> type bessel Nhiều hàm đặc biệt cho ta giá trị của các hằng số hữu ích pi 3.14159265√ i,j Đơn vị ảo, −1 eps Sai số tương đối dạng dấu chấm động, ε = 2.2204e − 016 realmin Số thực nhỏ nhất, 2.2251e − 308 realmax Số thực lớn nhất, 1.7977e + 308 Inf ∞ NaN Not-a-number (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 12 / 66
31. Biểu thức Matlab Các hàm Các hàm (Functions) (3) inf được tạo bởi phép chia một số khác 0 cho 0, hoặc việc tính giá trị của một biểu thức toán học đúng đắn mà bị tràn bộ nhớ, tức là vượt quá realmax. 0 NaN được tạo ra khi cố gắng tính giá trị của một biểu thức dạng hoặc ∞ − ∞. 0 Ta có thể gán cho các hằng giá trị mới, ví dụ >> eps = 1.e-6 và sử dụng giá trị này cho một dãy tính toán. Giá trị ban đầu sẽ được phục hồi với >> clear eps (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 13 / 66
32. Vector Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 14 / 66
33. Vector Vector Vector là một ma trận có một hàng hoặc một cột. Để khởi tạo vector hàng chứa các giá trị rời rạc, các phần tử trong vector phải nằm trong cặp ngoặc vuông [] và được ngăn cách bởi dấu phẩy "," hoặc khoảng trắng ␣. >> arr1 = [1 2 3] arr1 = 1 2 3 >> arr2 = [0,-5] arr2 = 0 -5 >> arr3 = [arr1 arr2] arr3 = 1 2 3 0 -5 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 15 / 66
34. Vector Vector Để khởi tạo vector hàng chứa các giá trị liên tiếp hoặc cách nhau một giá trị nhất định (bước nhảy), MatLab sử dụng toán tử ":", đồng thời giá trị đầu và cuối của vector không cần thiết phải đặt trong dấu ngoặc vuông []. >> arr1 = 1:5 arr1 = 1 2 3 4 5 >> arr2 = [1:0.5:2] arr2 = 1.0000 1.5000 2.0000 >> arr3 = 10:-1:6 arr3 = 10 9 8 7 6 Để tạo vector rỗng (không chứa phần tử nào) ta khai báo như sau: >> emp_arr = [] emp_arr = [] (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 16 / 66
35. Vector Vector Ngược lại, để tạo vector cột, ta cần chuyển vị vector hàng bằng cách dùng toán tử "’" hoặc dùng dấu ";" để ngăn cách các phần tử >> col_arr=[1:3]’ col_arr = 1 2 3 >> col_arr=[1;2;3] col_arr = 1 2 3 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 17 / 66
36. Vector Vector Hàm linspace Cú pháp y = linspace(a,b) y = linspace(a,b,n) Mô tả Hàm linspace tạo ra một vector với khoảng cách tuyến tính. Nó tương tự như toán tử hai chấm ":", nhưng xác định trước số điểm chia n. y = linspace(a,b) tạo ra một vector hàng y với 100 điểm cách đều bao gồm cả a và b. y = linspace(a,b,n) tạo ra một vector hàng y với n điểm cách đều bao gồm cả a và b. Với n < 2, hàm linspace trả về b. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 18 / 66
37. Vector Vector Hàm logspace Cú pháp y = logspace(a,b) y = logspace(a,b,n) y = logspace(a,pi) Mô tả Hàm linspace tạo ra một vector với khoảng cách logarit. y = logspace(a,b) tạo ra một vector hàng y gồm 50 điểm trong khoảng 10a và 10b. y = logspace(a,b,n) tạo ra một vector hàng y với n điểm trong khoảng 10a và 10b. Nếu n < 2, trả về 10b. y = logspace(a,pi) tạo ra các điểm giữa 10a and π, thường sử dụng trong xử lý tín hiệu số. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 19 / 66
38. Vector Vector Chỉ số Giá trị của một phần tử tại một vị trí bất kỳ trong vector được truy xuất thông qua chỉ số. Trong MatLab , chỉ số luôn bắt đầu từ 1 và có thể là một giá trị đơn hoặc một mảng Trích phần tử thứ i: X(i) Trích nhiều phần tử: X([danh sách các vị trí]) >> arr = 10:-1:0 arr = 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 >> arr(5) ans = 6 >> arr([7,8,11]) ans = 4 3 0 Để xóa một phần tử trong vector, ta gán phần tử đó với vector rỗng: >> arr([2 5]) = [] arr = 10 8 7 5 4 3 2 1 0 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 20 / 66
39. Vector Vector Vector và biểu thức logic Biểu thức logic cho phép truy xuất một cách linh hoạt đến các thành phần của một vector hay ma trận. Ví dụ >> x = [-1 0 2 3 5 6 7 4 9]; >> x>0 ans = 0 0 1 1 1 1 1 1 1 >> x(x>0) ans 2 3 5 6 7 4 9 >> x(x>2 & x > x>2 ans = 0 0 0 1 1 1 1 1 1 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 21 / 66
40. Vector Vector Các hàm logic: all, any và find any: Kiểm tra xem có tồn tại một phần tử của vector thỏa mãn điều kiện nào đó không. Nếu có thì trả về 1, ngược lại là 0. Ví dụ >> x=[-1 2 3]; >> any(x>0) ans = 1 all: Kiểm tra xem tất cả các phần tử của vector thỏa mãn điều kiện nào đó không. Ví dụ >> all(x > A = [1 2 4;4 5 6] >> find(isprime(A))% xuất ra các vị trí có giá trị là một số nguyên tố ans = 3 4 (SAMI-HUST)5 Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 22 / 66
41. Vector Vector Các phép toán cơ bản trên vector a.*b; % nhân từng từ a.^b % trả về vector dạng (a_1^{b_1}, ,a_n^{b_n}) a.^n; % lũy thừa từng từ a.\b; % chia trái a./b; % chia phải a & b; % không nhầm lẫn với && a | b; % không nhầm lẫn với || ~a; % phủ định sort(a); sort(a,’descend’); % Sắp xếp mảng a theo thứ tự tăng, giảm dần arrayfun(@fn,a); % tính giá trị hàm fn tại từng thành phần của a % (không mấy khi dùng) isequal(a,b); % Đúng nếu a==b ismember(a,b); % Đúng khi mọi phần tử của a đều là phần tử của b intersect(a,b); % Các phần tử chung của a và b (phép giao 2 tập hợp) union(a,b); % Tất cả các phần tử thuộc a hoặc b (phép hợp 2 tập hợp) setdiff(a,b); % Các phần tử thuộc a mà không thuộc b (hiệu 2 tập hợp) setxor(a,b); % Các phần tử không thuộc phần chung của a và b (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 23 / 66
42. Đa thức Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 24 / 66
43. Đa thức Đa thức trong MatLab n n−1 f(x) = anx + an−1x + ··· + a1x + a0 n là bậc của đa thức Ví dụ f(x) = 2x2 − 4x + 10 bậc 2 f(x) = 6 bậc 0 Trong MatLab , đa thức được biểu diễn bởi một vector hàng có các thành phần chính là các hệ số. Vector trên phải chứa tất cả các hệ số, kể cả hệ số bậc 0. Ví dụ 8x + 5 p=[8 5] 6x2 − 150 h=[6 0 -150] (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 25 / 66
44. Đa thức Giá trị của đa thức MatLab có thể tính giá trị của một đa thức tại điểm x sử dụng hàm polyval(p,x) trong đó p là vector biểu diễn đa thức x là một số, biến hoặc biểu thức Ví dụ >> p=[5 6 -7 3]; >> x=2; >> y=polyval(p,x) y = 53 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 26 / 66
45. Đa thức Nghiệm của đa thức Nhắc lại rằng nghiệm của đa thức là các giá trị của biến sao cho giá trị của đa thức tại đó bằng 0 MatLab có thể tìm các nghiệm của một đa thức bằng lệnh r=roots(p) trong đó p là vector biểu diễn đa thức r vector cột chứa các nghiệm của đa thức Ví dụ >> p=[1 -2 -3]; >> r=roots(p) r = 3.0000 -1.0000 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 27 / 66
46. Đa thức Tìm đa thức khi biết trước các nghiệm Cho trước các nghiệm của một đa thức, MatLab có thể tính các hệ số của đa thức đó bằng lệnh p=poly(r) trong đó r là vector hàng hoặc cột chứa các nghiệm của đa thức p là vector hàng chứa các hệ số Ví dụ >> r=[-3;2]; >> p=poly(r) p = 1 1 -6 % f(x)=x^2+x-6 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 28 / 66
47. Đa thức Cộng đa thức Để cộng, trừ hai vector trong MatLab các vector hệ số cần phải cùng kích cỡ, do đó vector có độ dài ngắn hơn phải thêm các phần tử 0 Ví dụ % f1(x)=3x^6+15x^5-10x^3-3x^2+15x-40 % f2(x)=3x^3-2x-6 >> p1=[3 15 0 -10 -3 15 -40]; >> p2=[0 0 0 3 0 -2 -6]; >> p=p1+p2 p = 3 15 0 -7 -3 13 -46 % f(x)=3x^6+15x^5-7x^3-3x^2+13x-46 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 29 / 66
48. Đa thức Nhân đa thức Cú pháp c=conv(a,b) trong đó a và b là các vector hệ số của các đa thức c là vector hệ số của tích Ví dụ >> a=[2 1 -3]; >> b=[1 1]; >> c=conv(a,b) c = 2 3 -2 -3 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 30 / 66
49. Đa thức Chia đa thức Cú pháp [q,r]=deconv(u,v) trong đó u vector hệ số của các đa thức bị chia v vector hệ số của các đa thức chia q là vector hệ số của thương r là vector hệ số của phần dư Ví dụ >> u=[1 -9 -10]; >> v=[1 1]; >> [q,r]=deconv(u,v) q = 1 -10 r = 0 0 0 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 31 / 66
50. Đa thức Đạo hàm của đa thức MatLab có thể tính đạo hàm của đa thức bởi lệnh k=polyder(p) p là vector hệ số của đa thức k là vector hệ số của đạo hàm Ví dụ >> p=[3 -2 4]; >> k=polyder(p) k = 6 -2 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 32 / 66
51. Đa thức Nguyên hàm của đa thức MatLab có thể tính nguyên hàm của đa thức bởi lệnh g=polyint(h,k) h là vector hệ số của đa thức g là vector hệ số của nguyên hàm k là hằng số tích phân, mặc định là 0 Ví dụ >> h=[6 0 0]; >> g=polyint(h) g = 2 0 0 0 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 33 / 66
52. Ma trận Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 34 / 66
53. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (1) Khi nhập ma trận trong môi trường dòng lệnh ta phải tuân theo các qui định sau: Ngăn cách các phần tử của ma trận bởi dấu "," hay khoảng trắng ␣ Dùng dấu ";" để kết thúc một hàng Bao các phần tử của ma trận bởi cặp dấu []. Ví dụ nhập một ma trận >> A = [ 16 3 2 13 ; 5 10 11 8 ; 9 6 7 12 ; 4 15 14 1] A = 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 35 / 66
54. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (2) Bây giờ ta nhập lệnh >> sum(A) ans = 34 34 34 34 nghĩa là nó lấy tổng các cột vì MatLab được viết để làm việc với cột. Muốn lấy tổng của của các hàng ta cần chuyển vị ma trận >> A’ ans = 16 5 9 4 3 10 6 15 2 11 7 14 13 8 12 1 Chú ý Ma trận a = [] là ma trận rỗng. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 36 / 66
55. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (3) Chỉ số Phần tử ở hàng i, cột j của ma trận (cỡ m × n) A là A(i,j). Ta cũng có thể tham chiếu tới phần tử của mảng nhờ một chỉ số, ví dụ A(k) với k = i + (j − 1)m (duyệt theo cột, từ trên xuống dưới, từ trái qua phải). Để chuyển từ chỉ số ma trận sang chỉ số mảng 1 chiều dùng lệnh >> k=sub2ind(size(A),i,j) Ngược lại, để chuyển từ chỉ số mảng 1 chiều sang chỉ số ma trận, dùng hàm ind2sub >> [i,j]=ind2sub(size(A),k) Trong MatLab , chỉ số cuối cùng của hàng hay cột của ma trận hoặc vector có thể thay thế bởi end. Ví dụ: >> x=[1 2 3; 4 5 6]; >> y=x(1:end,1:end-1) y = 1 2 4 5 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 37 / 66
56. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (4) Kích thước Để xác định kích thước của một ma trận ta dùng lệnh length (trả về kích thước lớn nhất) hay lệnh size (số hàng và cột). Ví dụ: >> c = [1 2 3 4; 5 6 7 8]; >> length(c) ans = 4 >> [m, n] = size(c) m = 2 n = 4 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 38 / 66
57. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (5) Các lệnh tính kích thước của ma trận được liệt kê dưới bảng sau: whos Hiển thị các biến trong không gian làm việc cùng kích cỡ tương ứng s = size(A) Trả về là vector hàng s, s(1)-số hàng và s(2)-số cột [r,c] = size(A) Trả về hai số r,c ứng với số hàng và số cột r = size(A,1) Trả về số hàng của A c = size(A,2) Trả về số cột của A n = length(A) Trả về max(size(A)) khi A khác [] (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 39 / 66
58. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (6) Toán tử Toán tử ":" là một toán tử rất quan trọng của MatLab , nó xuất hiện ở nhiều dạng khác nhau. Ví dụ Biểu thức >> 1:10 cho kết quả là một vector hàng chứa 10 số nguyên liên tiếp từ 1 đến 10 ans = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 40 / 66
59. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (7) >> 100:-5:50 tạo một dãy số từ 100 đến 50, mỗi lần giảm 5 ans = 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 >> 0: pi/4: pi ans = 0 0.7854 1.5708 2.3562 3.1416 Các biểu thức chỉ số tham chiếu đến một phần của ma trận. Viết A(1:k,j) là tham chiếu đến k phần tử đầu tiên của cột j của ma trận. Ngoài ra toán tử ”:” tham chiếu tới tất cả các phần tử trong một hàng hay một cột. >> A(:,3) ans = 2 11 7 14 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 41 / 66
60. Ma trận Nhập ma trận Nhập ma trận (8) và >> A(3,:) ans = 9 6 7 12 Viết B = A(:, [1 3 2 4]) sẽ tạo ra ma trận B bằng cách đổi thứ tự các cột từ [1 2 3 4] thành [1 3 2 4] >> B=A(:,[1 3 2 4]) B = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 42 / 66
61. Ma trận Nhập ma trận Tạo các ma trận từ các hàm có sẵn(1) MatLab cung cấp các hàm để tạo các ma trận cơ bản zeros Tất cả các phần tử bằng 0 ones Tất cả các phần tử bằng 1 rand Các phần tử có phân bố đều trên [0, 1] randn Các phần tử có phân bố chuẩn trên [0, 1] magic(n) Tạo ra ma trận cấp n gồm các số nguyên từ 1 đến n2 với tổng các hàng bằng tổng các cột n ≥ 3. pascal(n) Tạo ra ma trận xác định dương mà các phần tử lấy từ tam giác Pascal. eye(n) Tạo ma trận đơn vị cấp n (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 43 / 66
62. Ma trận Nhập ma trận Tạo các ma trận từ các hàm có sẵn (2) Sau đây là một số ví dụ: >> Z=zeros(2,4) Z = 0 0 0 0 0 0 0 0 >> F=5*ones(3) F = 5 5 5 5 5 5 5 5 5 >> R=randn(4) R = 0.5377 0.3188 3.5784 0.7254 1.8339 -1.3077 2.7694 -0.0631 -2.2588 -0.4336 -1.3499 0.7147 0.8622 0.3426 3.0349 -0.2050 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 44 / 66
63. Ma trận Nhập ma trận Hàm load Hàm load đọc một file văn bản chứa các dữ liệu số. File văn bản phải được tổ chức như là một bảng chữ nhật của các số, cách nhau bởi các khoảng trắng ␣, mỗi hàng trên một dòng và số phần tử trên mỗi hàng là như nhau. Ví dụ, ta tạo file matrix.dat có nội dung sau: 16.0 3.0 2.0 13.0 5.0 10.0 11.0 8.0 9.0 6.0 7.0 12.0 4.0 15.0 14.0 1.0 Khi đó, lệnh >> load matrix.dat sẽ đọc file và tạo ra một biến matrix chứa các phần tử như trên. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 45 / 66
64. Ma trận Nhập ma trận M-files Ta có thể tạo ra các ma trận bằng cách sử dụng các file văn bản chứa mã MatLab (M-files). Sử dụng trình soạn thảo Matlab Editor hoặc một trình soạn thảo bất kỳ tạo ra một file chứa các lệnh giống như dùng trong môi trường dòng lệnh MatLab , sau đó lưu file này dưới dạng ”.m”. Ví dụ, tạo ra một file chứa 5 dòng sau: A = [ 16.0 3.0 2.0 13.0 5.0 10.0 11.0 8.0 9.0 6.0 7.0 12.0 4.0 15.0 14.0 1.0 ]; Lưu file trên dưới tên matrix.m. Khi đó lệnh >> matrix sẽ đọc file và tạo ra một biến A có các phần tử như trên. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 46 / 66
65. Ma trận Ghép nối Ghép nối (Concatenation) Ta có thể ghép nối các ma trận nhỏ để tạo thành các ma trận lớn hơn. Ví dụ >> A=ones(3) A = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 >> B=[A A+3; A+4 A+6] B = 1 1 1 4 4 4 1 1 1 4 4 4 1 1 1 4 4 4 5 5 5 7 7 7 5 5 5 7 7 7 5 5 5 7 7 7 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 47 / 66
66. Ma trận Xóa hàng và cột Xóa hàng và cột Ta có thể xóa hàng và cột của ma trận bằng cách gán cho chúng giá trị []. Ví dụ >> A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 >> X=A; Để xóa cột thứ 2 của X: >> X(:,2)=[] X = 1 3 4 6 7 9 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 48 / 66
67. Ma trận Một số lệnh xử lý ma trận Một số lệnh xử lý ma trận (1) Cộng X= A + B Trừ X= A - B Nhân X= A * B A.*B nhân các phần tử tương ứng với nhau Chia X = A/B, khi đó X*A = B X = A\B, khi đó A*X = B X=A./B chia các phần tử tương ứng cho nhau. Lũy thừa X = A^2 X = A.^: lũy thừa từng từ Chuyển vị X=A’ (liên hợp đối với ma trận phức) A.’: chuyển vị (không liên hợp) Nghịch đảo X = inv(A) Định thức d = det(A) Hệ đại số tuyến tính Ax = b Nghiệm x = A\b (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 49 / 66
68. Ma trận Một số lệnh xử lý ma trận Một số lệnh xử lý ma trận (2) (Đọc thêm help) Phân tích Cholesky R=chol(A) Phân tích LU [L,U]= lu(A) Phân tích QR [Q,R] = qr(A) Giá trị riêng, vector riêng eig(A), [d,r] = eig(A) Quay ma trận B = rot90(A) Đảo ma trận từ trái sang phải C=fliplr(A) Đảo ma trận từ trên xuống dưới D=flipud(A) Định dạng lại ma trận A reshape(A,m,n) với số hàng mới m và số cột mới n Lấy các phần tử trên đường chéo chính diag(A) và lưu thành một vector diag(A,k) k = 0 chọn đường chéo chính k > 0 chọn đường chéo thứ k trên Chọn đường chéo tùy theo giá trị của k đường chéo chính k < 0 chọn đường chéo thứ k dưới dưới chéo chính (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 50 / 66
69. Ma trận Một số lệnh xử lý ma trận Một số lệnh xử lý ma trận (3) Tạo ma trận có đường chéo chính là vector v A = diag(v) Tạo ma trận cùng cỡ với a, có các phần tử trên đường chéo chính và phía trên đường chéo chính, b = triu(a) các phần tử khác bằng 0 Tạo ma trận cùng cỡ với a, có các phần tử trên đường chéo chính và phía dưới đường chéo chính, b = tril(a) các phần tử khác bằng 0 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 51 / 66
70. Cấu trúc (Structures) Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 52 / 66
71. Cấu trúc (Structures) Cấu trúc Là một cách tổ chức các dữ liệu liên quan Ví dụ, tạo một cấu trúc s với các trường x,y và name >> s.y=1; >> s.x=[1 1]; >> s.name=’abc’; >> s s = y: 1 x: [1 1] name: ’abc’ hoặc đơn giản hơn với từ khóa struct: >> s2=struct(’y’,1,’x’,[1 1],’name’,’abc’) Sử dụng các trường như là các biến bình thường (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 53 / 66
72. Cấu trúc (Structures) Cấu trúc Liệt kê danh sách các trường f=fieldnames(s); Tham chiếu động tới các trường (dynamic field reference): s.x; % tham chiếu tĩnh (static field reference) tới s.x s.(’x’) % tham chiếu động tới s.x Vòng lặp trên các trường f=fields(s); % tương đương với f=fieldnames(s) for i=1:length(s) doSomething(s.(f{i})); end % hoặc for f=fields(s) % doSomething(s.(char(f))); end % gọn nhất structfun(@doSomething,s); (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 54 / 66
73. Cấu trúc (Structures) Cấu trúc Ta có thể tạo mảng của các cấu trúc, ví dụ for i=1:10 s(i).y=rand(); s(i).x=[i:i+2]; s(i).name=sprintf(’name %d’,i); end Biến đổi mảng cấu trúc → mảng thông thường for i=1:length(s) X(:,i)=s(i).x; end hoặc nhanh hơn X=[s.x]; (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 55 / 66
74. Mảng tế bào (Cell Arrays) Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 56 / 66
75. Mảng tế bào (Cell Arrays) Mảng tế bào Mảng tế bào có thể chứa các kiểu dữ liệu bất kỳ >> a=cell(3,2); >> a{1,1}=1; >> a{3,1}=’hello’; >> a{2,2}=randn(100,100); Hữu dụng cho việc xử lý các xâu và tránh được việc dùng squeeze() Sử dụng mảng tế bào với các kiểu dữ liệu khác có thể gây rắc rối chỉ số với dấu () cho ta các thành phần của mảng tế bào mà bản thân chúng là các tế bào chỉ số với dấu {} chuyển các thành phần của mảng tế bào sang dạng dữ liệu cơ bản, trả về dạng danh sách cách nhau bởi dấu phẩy "," nếu có nhiều hơn một phần tử. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 57 / 66
76. Mảng tế bào (Cell Arrays) Mảng tế bào Ví dụ >> a={[1 2],3} a = [1x2 double] [3] >> y=a{1} y = 1 2 >> ycell=a(1) ycell = [1x2 double] >> x=y+1 x = 2 3 >> xcell=ycell+1 ??? Undefined function or method ’plus’ for input arguments of type ’cell’. >> onetwothree=[a{1:2}] onetwothree = 1 2 3 (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 58 / 66
77. Vẽ đồ thị Nội dung 1 Giới thiệu Matlab 2 Biểu thức Matlab Biến Số Các toán tử Các hàm 3 Vector 4 Đa thức 5 Ma trận Nhập ma trận Ghép nối Xóa hàng và cột Một số lệnh xử lý ma trận 6 Cấu trúc (Structures) 7 Mảng tế bào (Cell Arrays) 8 Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 3-D (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 59 / 66
78. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 2-D Lệnh cơ bản: plot(x,f(x)) Trong đó, x là vector chứa miền xác định của hàm có biểu thức là f(x). Ví dụ 1 Vẽ đồ thị hàm số y = sin(x) với x biến thiên trong khoảng [0, 2π]: x = 0:pi/100: 2*pi; y = sin(x); plot(x, y); (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 60 / 66
79. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 2-D Chú thích thêm cho đồ thị text(x, y, ’ ’) Đặt chú thích lên đồ thị tại tọa độ (x,y) gtext(’ ’) Đặt chú thích lên đồ thị, vị trí được xác định bởi click chuột title(’ ’) Tiêu đề của đồ thị. legend(’ ’,’ ’, ) Thêm chú giải cho đồ thị. xlabel(’ ’) Ghi nhãn cho trục Ox ylabel(’ ’) Ghi nhãn cho trục Oy \bf Font in đậm \it Font in nghiêng \rm Font chữ thường hold on/off Bật/tắt chế độ cho phép vẽ nhiều đồ thị trong cùng một hệ trục tọa độ (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 61 / 66
80. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 2-D Tùy chỉnh nét vẽ, dấu và màu sắc Lệnh tổng quát >> plot(x,y,’color_style_marker’) Trong đó Các màu sắc: ’c’-cyan, ’m’-tím (magenta), ’y’-vàng (yellow), ’r’-đỏ (red), ’g’-xanh lá cây (green), ’b’-xanh nước biển (blue), ’w’-trắng (white) và ’k’-đen (black). Nét vẽ: ’-’: nét liền, ’ ’: nét đứt, ’:’: chấm chấm, ’-.’: gạch chấm. Dấu: ’+’, ’o’, ’*’ và ’x’; ’s’: 2, ’d’:  , ’^’: N, ’v’: H, ’>’: I, ’<’: J, ’p’: F, ’h’: ngôi sao 6 cạnh. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 62 / 66
81. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 2-D Tùy chỉnh màu sắc và độ rộng của nét vẽ LineWidth Độ rộng của nét vẽ, tính bằng pt MarkerEdgecolor Màu sắc của đường viền dấu MarkerFacecolor Màu bên trong dấu Markersize Độ lớn của dấu, tính bằng pt Ví dụ 2 x = -pi:pi/10:pi; y = tan(sin(x)) - sin(tan(x)); plot(x,y,’-rs’,’LineWidth’,2,’MarkerEdgecolor’,’k’, ’MarkerFacecolor’,’g’, ’Markersize’,10) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 63 / 66
82. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 2-D Vẽ đồ thị 2-D Xác định tọa độ, tùy chỉnh các kiểu tọa độ axis([xmin xmax ymin ymax]) xlim([xmin xmax]) ylim([ymin ymax]) axis on/off/auto axis normal/square/equal/tight axis ij/xy grid on/off Vẽ nhiều đồ thị trong cùng một cửa sổ >> subplot(m, n, p): tạo ra một ma trận m hàng, n cột chứa m × n đồ thị , p là vị trí của từng đồ thị, thứ tự từ trên xuống dưới. (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 64 / 66
83. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 3-D Vẽ đồ thị 3-D Lệnh cơ bản >> plot3(x, y, z) Trong plot3, ta cần xác định các vector (x, y, z). Để vẽ mặt z = f(x, y), sử dụng lệnh >> meshgrid(x,y) Ví dụ 3 >> t = 0:0.02*pi:25*pi; >> x = sin(t); y = cos(t); >> z = t; >> plot3(x,y,z); Ví dụ 4 2 2 Vẽ mặt z(x, y) = x2ye−x −y với −4 ≤ x ≤ 4; −4 ≤ y ≤ 4 [x,y]=meshgrid([-4:0.1:4]); z=x.*x.*y.*exp(-x.^ 2-y.^ 2); plot3(x,y,z) (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 65 / 66
84. Vẽ đồ thị Vẽ đồ thị 3-D Vẽ đồ thị 3-D Một số lệnh khác (đọc help!) contour / contourf / contour3 mesh / meshc / meshz surf / surfc waterfall bar3 / bar3h pie3 / fill3 comet3 / scatter3 / stem3 In và xuất đồ thị Dùng lệnh >> print -dtiff -r200 mygraph.tiff print –deps2 mygraph.eps Sử dụng Plotting Tools (SAMI-HUST) Matlab cơ bản Hà Nội, tháng 8 năm 2015 66 / 66