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MATLAB - Operatoren

Ein Operator ist ein Symbol, das den Compiler anweist, bestimmte mathematische oder logische Manipulationen durchzuführen. MATLAB wurde entwickelt, um hauptsächlich mit ganzen Matrizen und Arrays zu arbeiten. Daher arbeiten Operatoren in MATLAB sowohl mit skalaren als auch mit nicht skalaren Daten. MATLAB erlaubt die folgenden Typen elementarer Operationen −

Arithmetische Operatoren

MATLAB erlaubt zwei verschiedene Arten von arithmetischen Operationen −

Matrix-Arithmetikoperationen sind dieselben wie in der linearen Algebra definiert. Array-Operationen werden Element für Element ausgeführt, sowohl auf eindimensionalen als auch auf mehrdimensionalen Arrays.

Die Matrixoperatoren und Arrayoperatoren werden durch das Punktsymbol (.) unterschieden. Da jedoch die Additions- und Subtraktionsoperation für Matrizen und Arrays gleich ist, ist der Operator für beide Fälle gleich. Die folgende Tabelle gibt eine kurze Beschreibung der Operatoren −

Beispiele anzeigen

Sr.No. Operator &Beschreibung
1

+

Addition oder unäres Plus. A+B addiert die in den Variablen A und B gespeicherten Werte. A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer ist ein Skalar. Ein Skalar kann zu einer Matrix beliebiger Größe hinzugefügt werden.

2

-

Subtraktion oder unäres Minus. A-B subtrahiert den Wert von B von A. A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer ist ein Skalar. Ein Skalar kann von einer Matrix beliebiger Größe subtrahiert werden.

3

*

Matrix-Multiplikation. C =A*B ist das lineare algebraische Produkt der Matrizen A und B. Genauer gesagt

Für Nicht-Skalare A und B muss die Anzahl der Spalten von A gleich der Anzahl der Zeilen von B sein. Ein Skalar kann eine Matrix beliebiger Größe multiplizieren.

4

.*

Array-Multiplikation. A.*B ist das Element-für-Element-Produkt der Arrays A und B. A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer von ihnen ist ein Skalar.

5

/

Schrägstrich- oder Matrix-Rechtsteilung. B/A ist ungefähr dasselbe wie B*inv(A). Genauer gesagt, B/A =(A'\B')'.

6

./

Array rechte Division. A./B ist die Matrix mit den Elementen A(i,j)/B(i,j). A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer von ihnen ist ein Skalar.

7

\

Backslash oder linke Teilung der Matrix. Wenn A eine quadratische Matrix ist, ist A\B ungefähr dasselbe wie inv(A)*B, außer dass es anders berechnet wird. Wenn A eine n-mal-n-Matrix und B ein Spaltenvektor mit n Komponenten oder eine Matrix mit mehreren solcher Spalten ist, dann ist X =A\B die Lösung der Gleichung AX =B . Eine Warnmeldung wird angezeigt, wenn A schlecht skaliert oder fast singulär ist.

8

.\

Array linke Teilung. A.\B ist die Matrix mit den Elementen B(i,j)/A(i,j). A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer von ihnen ist ein Skalar.

9

^

Matrix-Macht. X^p ist X hoch p, wenn p ein Skalar ist. Wenn p eine ganze Zahl ist, wird die Potenz durch wiederholtes Quadrieren berechnet. Wenn die Ganzzahl negativ ist, wird X zuerst invertiert. Für andere Werte von p beinhaltet die Berechnung Eigenwerte und Eigenvektoren, so dass wenn [V,D] =eig(X), dann X^p =V*D.^p/V.

10

.^

Array-Leistung. A.^B ist die Matrix mit den Elementen A(i,j) hoch B(i,j). A und B müssen dieselbe Größe haben, es sei denn, einer von ihnen ist ein Skalar.

11

'

Matrix transponieren. A' ist die lineare algebraische Transponierte von A. Für komplexe Matrizen ist dies die komplex konjugierte Transponierte.

12

.'

Array transponieren. EIN.' ist die Array-Transponierte von A. Für komplexe Matrizen beinhaltet dies keine Konjugation.

Relationale Operatoren

Vergleichsoperatoren können auch mit skalaren und nicht skalaren Daten arbeiten. Vergleichsoperatoren für Arrays führen Element-für-Element-Vergleiche zwischen zwei Arrays durch und geben ein logisches Array derselben Größe zurück, wobei Elemente auf logisch 1 (wahr) gesetzt sind, wenn die Beziehung wahr ist, und Elemente auf logisch 0 (falsch) gesetzt sind, wo sie ist nicht.

Die folgende Tabelle zeigt die in MATLAB verfügbaren Vergleichsoperatoren −

Beispiele anzeigen

Sr.No. Operator &Beschreibung
1

<

Weniger als

2

<=

Kleiner als oder gleich

3

>

Größer als

4

>=

Größer als oder gleich

5

==

Gleich

6

~=

Ungleich

Logische Operatoren

MATLAB bietet zwei Arten von logischen Operatoren und Funktionen −

Elementweise logische Operatoren arbeiten Element für Element in logischen Arrays. Die Symbole &, | und ~ sind die logischen Array-Operatoren AND, OR und NOT.

Logische Kurzschlussoperatoren ermöglichen Kurzschlüsse bei logischen Operationen. Die Symbole &&und || sind die logischen Kurzschlussoperatoren AND und OR.

Beispiele anzeigen

Bitweise Operationen

Bitweise Operatoren arbeiten mit Bits und führen Bit-für-Bit-Operationen durch. Die Wahrheitstabellen für &, | und ^ lauten wie folgt −

p q p &q p | q p ^ q
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1

Angenommen, wenn A =60; und B =13; Im Binärformat sehen sie nun wie folgt aus −

A =0011 1100

B =0000 1101

------------------

A&B =0000 1100

A|B =0011 1101

A^B =0011 0001

~A =1100 0011

MATLAB bietet verschiedene Funktionen für bitweise Operationen wie 'bitweises Und', 'Bitweises Oder' und 'Bitweises Nicht'-Operationen, Shift-Operationen usw.

Die folgende Tabelle zeigt die häufig verwendeten bitweisen Operationen −

Beispiele anzeigen

Funktion Zweck
bitand(a, b) Bitweises UND der ganzen Zahlen a und b
bitcmp(a) Bitweises Komplement von a
bitget(a,pos) Hol Bit an der angegebenen Position pos , im Integer-Array a
bitor(a, b) Bitweises ODER von ganzen Zahlen a und b
bitset(a, pos) Setze Bit an bestimmter Stelle pos von a
Bitverschiebung(a, k) Gibt a zurück um k nach links verschoben Bits, was einer Multiplikation mit 2 k entspricht . Negative Werte von k entsprechen dem Verschieben von Bits nach rechts oder dem Teilen durch 2 |k| und Runden auf die nächste ganze Zahl in Richtung negativ unendlich. Alle Überlaufbits werden abgeschnitten.
bitxor(a, b) Bitweises XOR von ganzen Zahlen a und b
Swapbytes Byte-Reihenfolge tauschen

Operationen einstellen

MATLAB bietet verschiedene Funktionen für Mengenoperationen, wie Vereinigung, Schnittmenge und Prüfung auf Mengenzugehörigkeit usw.

Die folgende Tabelle zeigt einige häufig verwendete Mengenoperationen −

Beispiele anzeigen

Sr.No. Funktion &Beschreibung
1

Schnitt(A,B)

Schnittpunkt zweier Arrays festlegen; gibt die gemeinsamen Werte von A und B zurück. Die zurückgegebenen Werte sind in sortierter Reihenfolge.

2

Schnittmenge(A,B,'Zeilen')

Behandelt jede Zeile von A und jede Zeile von B als einzelne Einheiten und gibt die Zeilen zurück, die sowohl A als auch B gemeinsam sind. Die Zeilen der zurückgegebenen Matrix sind in sortierter Reihenfolge.

3

istMitglied(A,B)

Gibt ein Array der gleichen Größe wie A zurück, das 1 (wahr) enthält, wo die Elemente von A in B gefunden werden. An anderer Stelle gibt es 0 (falsch) zurück.

4

ismember(A,B,'rows')

Behandelt jede Zeile von A und jede Zeile von B als einzelne Einheiten und gibt einen Vektor zurück, der 1 (wahr) enthält, wobei die Zeilen von Matrix A auch Zeilen von B sind. An anderer Stelle wird 0 (falsch) zurückgegeben.

5

sortiert(A)

Gibt logisch 1 (wahr) zurück, wenn die Elemente von A in sortierter Reihenfolge sind, andernfalls logisch 0 (falsch). Eingabe A kann ein Vektor oder ein N-mal-1- oder 1-mal-N-Zellarray von Zeichenfolgen sein. A gilt als sortiert, wenn A und die Ausgabe von sort(A) gleich sind.

6

issorted(A, 'rows')

Gibt logisch 1 (wahr) zurück, wenn die Zeilen der zweidimensionalen Matrix A in sortierter Reihenfolge sind, andernfalls logisch 0 (falsch). Matrix A gilt als sortiert, wenn A und die Ausgabe von sortrows(A) sind gleich.

7

setdiff(A,B)

Legt die Differenz zweier Arrays fest; gibt die Werte in A zurück, die nicht in B sind. Die Werte im zurückgegebenen Array sind in sortierter Reihenfolge.

8

setdiff(A,B,'Zeilen')

Behandelt jede Zeile von A und jede Zeile von B als einzelne Einheiten und gibt die Zeilen von A zurück, die nicht in B enthalten sind. Die Zeilen der zurückgegebenen Matrix sind in sortierter Reihenfolge.

Die Option 'rows' unterstützt keine Zellenarrays.

9

setxor

Setzt exklusives ODER zweier Arrays

10

Gewerkschaft

Legt die Vereinigung zweier Arrays fest

11

einzigartig

Eindeutige Werte im Array


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