Matlab学习笔记（三）_must be a cwt matrix. matlab icwt-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/u013621213/article/details/43229489

本文介绍了MATLAB中如何创建数值数组、矩阵以及进行矩阵拼接。MATLAB的所有变量为数组，创建矩阵时可以使用[ ]操作符。矩阵拼接包括水平和垂直拼接，要求相应维度相同。此外，还提到了cat、horzcat、vertcat函数在创建任意维数组中的应用，以及如何复制和生成数列。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Array Creation and Concatenation

Create Numeric Arrays

在MATLAB中，所有的变量都是arrays，并且，默认所有的数值变量都是double类型。例如：

>> A=100
A =
100
>> whos A
Name Size Bytes Class Attributes
A 1x1 8 double

为了创建一个matrix（一个二维，矩形的array），可以使用[ ] operator（[ ]只能用于创建matrix，不能用于创建高维array）：

B = [12, 62, 93, -8, 22; 16, 2, 87, 43, 91; -4, 17, -72, 95, 6]

B =
    12    62    93    -8    22
    16     2    87    43    91
    -4    17   -72    95     6

当使用这个运算符时，列之间用空格或者逗号(comma)分开，行之间用分号(semicolon)分开。所有的行必须有相同的元素数目。

如果一个matrix只有一行或者只有一列，那么就叫做vector，例如：

C = [1, 2, 3]

或者

D = [10; 20; 30]

Creating and Concatenating Matrices

注意当输入符号时，符号要在数值之前。

  7 -2 +5                                 7 - 2 + 5
   ans =                                     ans =
       10                                        10

上面两个是等价的，下面两个是不等价的：

   [7 -2 +5]                              [7 - 2 + 5]
   ans =                                     ans =
        7    -2     5                            10

Specialized Matrix Functions

MATLAB中有许多函数可以创建不同的matrix：

Function	Description
`ones`	Create a matrix or array of all ones.
`zeros`	Create a matrix or array of all zeros.
`eye`	Create a matrix with ones on the diagonal and zeros elsewhere.
`accumarray`	Distribute elements of an input matrix to specified locations in an output matrix, also allowing for accumulation.
`diag`	Create a diagonal matrix from a vector.
`magic`	Create a square matrix with rows, columns, and diagonals that add up to the same number.
`rand`	Create a matrix or array of uniformly distributed random numbers.
`randn`	Create a matrix or array of normally distributed random numbers and arrays.
`randperm`	Create a vector (1-by-n matrix) containing a random permutation of the specified integers.

大多数这些函数返回的矩阵类型都是double，但是可以使用ones,zeros 和eye改变数值类型，这时需要把MATLAB的类型名作为最后一个参数。例如：

A = zeros(4, 6, 'uint32')
A =
        0        0        0        0        0        0
        0        0        0        0        0        0
        0        0        0        0        0        0
        0        0        0        0        0        0

一些例子：（具体用法可以参考help文档）

A = magic(5)
A =
    17    24     1     8    15
    23     5     7    14    16
     4     6    13    20    22
    10    12    19    21     3
    11    18    25     2     9

A = [12 62 93 -8 22];

B = diag(A, -1)
B =
     0     0     0     0     0     0
    12     0     0     0     0     0
     0    62     0     0     0     0
     0     0    93     0     0     0
     0     0     0    -8     0     0
     0     0     0     0    22     0

Concatenating Matrices

Matrix concatenation就是把一个或者多个matrices合并成一个新的matrix。[ ] operator不仅用于matrix创建，也用于matrix concatenation。

表达式 C = [A B] horizontally concatenates matrices A and B.。表达式 C = [A; B] vertically concatenates them。

如下的例子是vertically concatenate：

A = ones(2, 5) * 6;        % 2-by-5 matrix of 6's
B = rand(3, 5);            % 3-by-5 matrix of random values

C = [A; B]                 % Vertically concatenate A and B
C =
    6.0000    6.0000    6.0000    6.0000    6.0000
    6.0000    6.0000    6.0000    6.0000    6.0000
    0.9501    0.4860    0.4565    0.4447    0.9218
    0.2311    0.8913    0.0185    0.6154    0.7382
    0.6068    0.7621    0.8214    0.7919    0.1763

Keeping Matrices Rectangular

我们可以使用已知的matrix创建任意类型的matrices或者更高维的array，但是必须是合法的形状。如下图

如果水平(horizon)创建，那么行数必须相同，如果垂直(vertical)创建，那么列数必须相同。

下图显示水平创建的时候必须行数相同：

下图显示垂直创建的时候列数不同，MATLAB是不允许这样的：

Matrix Concatenation Functions

Function	Description
`cat`	Concatenate matrices along the specified dimension
`horzcat`	Horizontally concatenate matrices
`vertcat`	Vertically concatenate matrices
`repmat`	Create a new matrix by replicating and tiling existing matrices
`blkdiag`	Create a block diagonal matrix from existing matrices

例子：

Concatenating Matrices and Arrays. 可以使用如下三个函数来替代[ ] operator： cat, horzcat, and vertcat. 使用这些函数，可以创建任意维的arrays。

C = cat(1, A, B);       % Concatenate along the first dimension
C = vertcat(A, B);      % Concatenate vertically

Replicating a Matrix.  repmat函数是通过复制已存在的matrix来创建新的matrix的。

repmat(M, v, h)

MATALB竖直复制矩阵M v次，水平复制h次：

A = [8 1 6; 3 5 7; 4 9 2]
A =
   8   1   6
   3   5   7
   4   9   2

B = repmat(A, 2, 4)
B =
   8   1   6   8   1   6   8   1   6   8   1   6
   3   5   7   3   5   7   3   5   7   3   5   7
   4   9   2   4   9   2   4   9   2   4   9   2
   8   1   6   8   1   6   8   1   6   8   1   6
   3   5   7   3   5   7   3   5   7   3   5   7
   4   9   2   4   9   2   4   9   2   4   9   2

Creating a Block Diagonal Matrix. blkdiag函数是沿着对角线方向创建矩阵的：

A = magic(3);
B = [-5 -6 -9; -4 -4 -2];
C = eye(2) * 8;

D = blkdiag(A, B, C)
D =
   8   1   6   0   0   0   0   0
   3   5   7   0   0   0   0   0
   4   9   2   0   0   0   0   0
   0   0   0  -5  -6  -9   0   0
   0   0   0  -4  -4  -2   0   0
   0   0   0   0   0   0   8   0
   0   0   0   0   0   0   0   8

Generating a Numeric Sequence

使用colon operator：默认是以1增长的。

A = 10:15
A =
    10    11    12    13    14    15

A = -2.5:2.5
A =
   -2.5000   -1.5000   -0.5000    0.5000    1.5000    2.5000

A = 1:6.3
A =
     1     2     3     4     5     6

注意这里是增长的，下面的例子显然不对：

A = 9:1
A =
   Empty matrix: 1-by-0

可以改变增长的值：

A = 10:5:50
A =
    10    15    20    25    30    35    40    45    50

A = 3:0.2:3.8
A =
    3.0000    3.2000    3.4000    3.6000    3.8000

A = 9:-1:1
A =
    9    8    7    6    5    4    3    2    1