Matlab操作矩阵的相关方法

下面这篇文章主要是对吴恩达老师机器学习中matlab操作的一个整理和归纳

一、基本操作

1.生成矩阵（ones、zeros）

A = [1 2;3 4;5 6] #生成3行4列的矩阵

B = [1 2 3] #B就是一个行向量

C = [1;2;3] #定义c为一个列向量

D = 1:0.1:2 #定义开始值为1，步长为0.1，结束值为2的一个行向量

E = 1:6 #定义开始值为1，步长默认为1，结束值为6的行向量

ones(2,3) #矩阵中所有元素都为1 定义一个2行3列的矩阵

zeros(2,3) #矩阵中所有的元素都为0 定义一个2行3列的矩阵

2.生成随机矩阵（rand、randn）

rand(1,3) #生成1行3列的随机矩阵

randn(2,3) #生成高斯随机矩阵，高斯随机矩阵即为标准差或方差为1

3.生成单位矩阵（eye(n)）

eye(n) #生成n行n列的单位矩阵

4.帮助命令（help）

help 变量名 #可查看函数的API详解

二、移动数据

1.操作.txt文件（load）

1.1 加载.txt文件并且拆分文件的行和列的值

data = load('文件路径') #加载文件

获取多列的数据（获取多行的数据和多列类似，只需要修改第一个参数即可）

data(:,1) #拿到所有行第一列的数据

data(:,1:2) #拿到所有行第一列和第二列的数据

data(:,1:3) #拿到所有行第一列、第二列和第三列的数据

data(:,[1,3]) #拿到所有行第一列和第三列的数据

将矩阵所有的数据扁平化为一列

data(:)

将矩阵所有的数据扁平化为一行

data(:)'

1.2 将数据保存为.txt文件

v = data(:,1) #拿到第一列的数据

save test.txt v -ascii #将数据保存到test.txt文件中

2.矩阵的操作

2.1 获得矩阵的行数和列数（size()）

size(A) #返回一个1行2列的矩阵分别是矩阵的行数和列数

size(A,1) #返回矩阵的行数

size(A,2) #返回矩阵的列数

2.2 拿到矩阵的最大维度（length()）

length(A) #获得矩阵的行数和列数中维度较大的一个

2.3 通过矩阵索引获取某一个值

A(m,n) #索引到矩阵m行n列的位置

2.4 修改矩阵的某一行或者某一列

A(:,2) = [10;11;12] #修改矩阵第二列的数据

2.5 在矩阵中添加一行新的数据

A = [A,[10;11;12]] #向矩阵中添加一行新的数据

C=[A B]

2.6 矩阵的结合

横向结合：

A = [1 2;3 4;5 6]

B = [11 12;13 14;15 16]

C = [A B]

纵向结合：

C= [A;B]

三、计算数据

**1.A.*B(矩阵之间的乘积)**

A .*B # A中对应位置元素和B中对应位置元素的乘积

2.A.^2 (矩阵自身的平方)

A.^2 #矩阵A的平方（A矩阵中的每个元素都平方）

3.1./A(矩阵中每个元素的倒数)

1./A 矩阵A中每个元素分别求倒数

4.log(A) (对矩阵中每个元素求对数) ,exp(A)(对A中的每个元素以e的底数)

5.abs(A)(对矩阵中的每个元素求绝对值)

6.-A(对矩阵中的每个元素求相反数)

7.A+1(对矩阵中每个对应的元素+1)

8.A’(A的转置)

9.一些有用的函数

求矩阵中最大的一个值：

max(max(A))

或者

max(A(:)) 首先扁平化A成为一个列向量，然后求最大值

max是默认求每列的最大值：

max(A) #求矩阵A的最大值（如果A是矩阵，会拿到每一列的最大值）

max(A,[],1) #拿到矩阵A中每一列的最大值

max(A,[],2) #拿到矩阵A中每一行的最大值

[val, ind] = max(a) #返回矩阵A中的最大值和索引

A<3 (对应元素的比较如果小于3返回1，如果大于3返回0)

find(A<3) #找到A中所有小于3的元素，并且返回他们的索引

A=magic(3) #任意行、列、对角的元素相加的和等于相同的值

[r,c] = find(A>=7) #拿到所有大于等于7的元素的所在行和列

sum(A) #获得矩阵中所有元素的和

sum(A,1) #获得矩阵中每一列相加的和

sum(A,2) #获得矩阵中每一行相加的和

sum(sum(A)) #获得所有元素的值

prod(A) #获得矩阵中所有元素的乘积

floor(A) #对矩阵中所有元素向下取整

ceil(A) #对矩阵中所有元素向上取整

10.逆矩阵

pinv(A) #求A得逆矩阵

pinv(A)*A #就会拿到单位矩阵

四、数据绘制

1.绘制正弦函数

t = [0:0.01:0.98];

y1 = sin(2*pi*4*t);

plot(t,y1);

2.绘制余弦函数

t = [0:0.01:0.98];

y2 = cos(2*pi*4*t);

plot(t,y2);

3.同时绘制正弦函数和余弦函数

t = [0:0.01:0.98];

y1 = sin(2*pi*4*t);

y2 = cos(2*pi*4*t);

plot(t,y1);

hold on; #hold on 的作用是在旧的图像上绘制新的图像

plot(t,y2,'r')

xlabel('times'); #添加横轴的label

ylabel('values'); #添加纵轴的label

legend('sin','cos') #将图例添加到右上角

title('my plot') #给图像一个title

close; #关闭图像

figure(1);plot(t,y1);

figure(2);plot(t,y2); #给不同的图像命名

4.将图像分为一个1*2的格子

subplot(1,2,1) #前两个参数的意思是分为1*2的格子，后面一个参数的意思是当前使用第一个格子

5.改变轴的刻度

axis([0.5 1 -1 1]) #(xmin xmax ymin ymax)

6.清除一副图像（clf）

7.可视化一个矩阵

A = magic(5)

imagesc(A);

imagesc(A), colorbar, colormap gray; #一个灰度分布图