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  • MATLAB find 函数用法

    2019-10-04 10:03:52
    我们以向量A=[0 1 2 3 4 5 6 7 8] 为例,在MATLAB主窗口中输入如下命令: A = [0 1 2 3 4 5 6 7 8]; find(A) 将会得到 ans = 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)返回矩阵中非零元素的位置 find(A) 我们以矩阵A=[1 2 0 1; 0 2 1 ...

    (1)返回向量中非零元素的位置 find(A)
    我们以向量A=[0 1 2 3 4 5 6 7 8] 为例,在MATLAB主窗口中输入如下命令:
    A
     = [0 1 2 3 4 5 6 7 8];
    find(A)
    将会得到
    ans = 
    2 3 4 5 6 7 8 9

    (2)返回矩阵中非零元素的位置
     find(A)
    我们以矩阵A=[1 2 0 1; 0 2 1 1; 0 0 1 1]为例,在matlab中输入find(A),我们会看到如下结果:
    ans
     = 
    1
    4
    5
    8
    9
    10
    11
    12
    我们可以看到,返回的值并不是我们想象的一个矩阵的形式,仔细观察我们可以看到,如果我们逐列将A的元素进行排序,那么
     1 0 0 2 2 0 0 1 1 1 1 1 ,可以看到非零元素位置整好是返回结果的值,一定要注意!所以,当find函数参数为矩阵时,返回的是如上形式的结果!

    (3)返回满足某条件的值find(A**)
    我们以向量A=[0 1 2 3 4 5 6 7 8] 为例,在MATLAB主窗口中输入,find(A>4),回车得到
    ans
     = 
    6 7 8 9
    可以看到返回的是A中大于4的元素的位置。

    (4)返回前N个非零元素的位置,find(A,X)
    X必须为正整数,我们以A=[0
     0 2 3 4 5 6 7 8]为例,在MTALAB主窗口中输入如上向量,然后输入find(A,1),回车,返回第一个非零值的位置,然后继续输入find(A,3),返回前三个非零值的位置
    find(A,1)
    ans
     = 
    3
    find(A,3)
    ans
     = 
    3 4 5
    结果正如上面所描述,分别返回第一个非零值的位置3,以及前三个非零值的位置3,4,5

    (5)返回最后一个非零值的位置find(A,1,,'last')
    我们还是以A=[0 0 2 3 4 5 6 7 8]为例,在MATLAB主窗口中输入find(A,1,'last'),回车
    ans
     = 
    9
    可以看到返回的是最后一个非零值的位置9

    (6)返回最后一个非零值的行列位置
    我们还是以A=[0 0 2 3 4 5 6 7 8]为例,在MATLAB主窗口中输入[a,b]=find(A,1,'last'),回车
    a = 
    1
    b = 
    9
    可以看到返回的是最后一个非零元素所在的行第一行,列第九列。

    (7)[a1,a2] = find(a),找出a中非零元素所在的行和列,并分别存储在a1和a2中

    (8)[a1,a2,v] = find(a),找出a中非零元素所在的行和列,分别存储在a1和a2中,并将结果放在v中
    ————————————————
    版权声明:本文为CSDN博主「小白的进阶」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
    原文链接:https://blog.csdn.net/laobai1015/article/details/58058017

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  • MATLAB find函数用法

    千次阅读 2018-06-17 19:36:10
    ind = find(X) ind = 1 3 4 8 9返回的是向量X中的非零元素索引值2,X = [1 0 4 -3 0 0 0 8 6]; ind = find(X>2) ind = 3 8 9返回向量中满足大于2的元素的索引值3,当X是个矩阵时,X = ...
    1,
    X = [1 0 4 -3 0 0 0 8 6];
    ind = find(X)
    
    ind =
    
         1     3     4     8     9

    返回的是向量X中的非零元素索引值

    2,

    X = [1 0 4 -3 0 0 0 8 6];
    ind = find(X>2)
    
    ind =
    
         3     8     9

    返回向量中满足大于2的元素的索引值

    3,当X是个矩阵时,

    X = [3 2 0; -5 0 7; 0 0 1];
    
    [r,c,v] = find(X>2)
    
    r =
    
         1
         2
    
    
    c =
    
         1
         3
    
    
    v =
    
         1
         1
    r表示行,c表示列,v为1表示为真。此处表示第一行第一列和第二行第三列符合要求(>2);
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  • matlab find函数用法

    2014-05-24 20:59:55
    find函数:用于查询非零元素的行和列标志 语法: ind = find(X) ind = find(X, k) ind = find(X, k, 'first') ind = find(X, k, 'last') [row,col] = find(X, ...) [row,col,v] = find(X...
    find函数:用于查询非零元素的行和列标志

    语法:
    1. ind = find(X)
    2. ind = find(X, k)
    3. ind = find(X, k, 'first')
    4. ind = find(X, k, 'last')
    5. [row,col] = find(X, ...)
    6. [row,col,v] = find(X, ...)
    复制代码
    ind = find(X)  查询非零元素的位置,如果X是一个行向量,则返回一个行向量,否则,返回一个列向量。如果X全是零元素或者是空数组,则返回一个空数组。


    [row,col V] = find(X, ...)  查询满足一定条件的元素的行和列

    X一般为逻辑表达式,如X>5等。

    其中   row 返回满足条件的元素行的位置

           col 返回满足条件的元素的列的位置

           V   如果X是一个逻辑表达式,则返回一个逻辑数组,一般如果存在满足要求的元素,则返回一个单位列向量。如果不存在满足要求的元素,则返回一个空向量。


    例题:
    1. >> A= magic(4)

    2. A =

    3.     16     2     3    13
    4.      5    11    10     8
    5.      9     7     6    12
    6.      4    14    15     1
    复制代码
    1. >> [r,c,v]= find(A>12)

    2. r =

    3.      1
    4.      4
    5.      4
    6.      1


    7. c =

    8.      1
    9.      2
    10.      3
    11.      4


    12. v =

    13.      1
    14.      1
    15.      1
    16.      1
    复制代码
    例题:
    1. >> x = [3 0 0; 0 0 7; 0 0 1]

    2. x =

    3.      3     0     0
    4.      0     0     7
    5.      0     0     1

    6. >> [r,c,v]=find(x)

    7. r =

    8.      1
    9.      2
    10.      3


    11. c =

    12.      1
    13.      3
    14.      3


    15. v =

    16.      3
    17.      7
    18.      1
    复制代码
    1. >> x = [3 2 0; -5 0 7; 0 0 1];
    2. >> [~,~,V]=find(x~=0)

    3. V =

    4.      1
    5.      1
    6.      1
    7.      1
    8.      1

    9. >> [~,~,V]=find(x)

    10. V =

    11.      3
    12.     -5
    13.      2
    14.      7
    15.      1
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    比较两种调用方式返回的V的区别:

    [r,c,v]= find(A>12):V返回一个单位列向量
    [r,c,v]=find(x)    :V返回由满足要求的元素构成一个列向量


    ind = find(X, k, 'first')
    ind = find(X, k, 'last')

    返回K个满足条件X的元素的行和列的位置,其中'first'表示从第一个开始算起,'last'表示从最后一个元素开始算起。


    例题
    1. >> a=[4 0 3 1 0 9 2];
    2. >> find(a,3,'first')

    3. ans =

    4.      1     3     4

    5. >> find(a,3,'last')

    6. ans =

    7.      4     6     7
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    复制代码
    复制代码
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  • 三维曲线plot3函数与plot函数用法十分相似,其调用格式为:plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数,选项的定义和plot函数相同。当x,y,z是同维向量时,则x,y...

    三维曲线

    plot3函数与plot函数用法十分相似,其调用格式为:

    plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)

    其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数,选项的定义和plot函数相同。当x,y,z是同维向量时,则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。当x,y,z是同维矩阵时,则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线,曲线条数等于矩阵列数。

    例 绘制三维曲线。

    程序如下:

    t=0:pi/100:20*pi;

    x=sin(t);

    y=cos(t);

    z=t.*sin(t).*cos(t);

    plot3(x,y,z);

    title('Line in 3-D Space');

    xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z');

    三维曲面

    1.产生三维数据

    在MATLAB中,利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为:

    x=a:d1:b; y=c:d2:d;

    [X,Y]=meshgrid(x,y);

    语句执行后,矩阵X的每一行都是向量x,行数等于向量y的元素的个数,矩阵Y的每一列都是向量y,列数等于向量x的元素的个数。

    2.绘制三维曲面的函数

    surf函数和mesh函数的调用格式为:

    mesh(x,y,z,c):画网格曲面,将数据点在空间中描出,并连成网格。

    surf(x,y,z,c):画完整曲面,将数据点所表示曲面画出。

    一般情况下,x,y,z是维数相同的矩阵。x,y是网格坐标矩阵,z是网格点上的高度矩阵,c用于指定在不同高度下的颜色范围。

    例 绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y))-x/10。

    程序如下:

    [x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[0,4pi]×[0,4pi]区域生成网格坐标

    z=sin(x+sin(y))-x/10;

    mesh(x,y,z);

    axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5 1]);

    此外,还有带等高线的三维网格曲面函数meshc和带底座的三维网格曲面函数meshz。其用法与mesh类似,不同的是meshc还在xy平面上绘制曲面在z轴方向的等高线,meshz还在xy平面上绘制曲面的底座。

    例 在xy平面内选择区域[-8,8]×[-8,8],绘制4种三维曲面图。

    程序如下:

    [x,y]=meshgrid(-8:0.5:8);

    z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps);

    subplot(2,2,1);

    mesh(x,y,z);

    title('mesh(x,y,z)')

    subplot(2,2,2);

    meshc(x,y,z);

    title('meshc(x,y,z)')

    subplot(2,2,3);

    meshz(x,y,z)

    title('meshz(x,y,z)')

    subplot(2,2,4);

    surf(x,y,z);

    title('surf(x,y,z)')

    3.标准三维曲面

    sphere函数的调用格式为:(球体,领域,半球,圈子)

    [x,y,z]=sphere(n):generates three(N+1)-by-(N+1) matrices so that SURF(X,Y,Z) produces a unit sphere.

    cylinder函数的调用格式为:(圆筒,圆柱体,柱面)

    [x,y,z]= cylinder(R,n),其中r为圆周半径,n为组成圆周的点数。

    MATLAB还有一个peaks 函数,称为多峰函数,常用于三维曲面的演示。

    例 绘制标准三维曲面图形。

    程序如下:

    t=0:pi/20:2*pi;

    [x,y,z]= cylinder(2+sin(t),30);

    subplot(2,2,1);

    surf(x,y,z);

    subplot(2,2,2);

    [x,y,z]=sphere;

    surf(x,y,z);

    subplot(2,1,2);

    [x,y,z]=peaks(30);

    surf(x,y,z);

    其他三维图形

    在介绍二维图形时,曾提到条形图、杆图、饼图和填充图等特殊图形,它们还可以以三维形式出现,使用的函数分别是bar3、stem3、pie3 和fill3。

    bar3函数绘制三维条形图,常用格式为:

    bar3(y)

    bar3(x,y)

    stem3函数绘制离散序列数据的三维杆图,常用格式为:

    stem3(z)

    stem3(x,y,z)

    pie3函数绘制三维饼图,常用格式为:

    pie3(x)

    fill3函数等效于三维函数fill,可在三维空间内绘制出填充过的多边形,常用格式为:

    fill3(x,y,z,c)

    例 绘制三维图形:

    (1) 绘制魔方阵的三维条形图。

    (2) 以三维杆图形式绘制曲线y=2sin(x)。

    (3) 已知x=[2347,1827,2043,3025],绘制饼图。

    (4) 用随机的顶点坐标值画出五个黄色三角形。

    程序如下:

    subplot(2,2,1);

    bar3(magic(4))

    subplot(2,2,2);

    y=2*sin(0:pi/10:2*pi);

    stem3(y);

    subplot(2,2,3);

    pie3([2347,1827,2043,3025]);

    subplot(2,2,4);

    fill3(rand(3,5),rand(3,5),rand(3,5), 'y' )

    例 绘制多峰函数的瀑布图和等高线图。

    程序如下:

    subplot(1,2,1);

    [X,Y,Z]=peaks(30);

    waterfall(X,Y,Z)

    xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-axis');

    subplot(1,2,2);

    contour3(X,Y,Z,12,'k'); %其中12代表高度的等级数

    xlabel('X-axis'),ylabel('Y-axis'),zlabel('Z-axis');

    图形修饰处理

    视点处理MATLAB提供了设置视点的函数view,其调用格式为:

    view(az,el)

    其中az为方位角,el为仰角,它们均以度为单位。系统缺省的视点定义为方位角-37.5°,仰角30°。

    例 从不同视点绘制多峰函数曲面。

    程序如下:

    subplot(2,2,1);mesh(peaks);

    view(-37.5,30); %指定子图1的视点

    title('azimuth=-37.5,elevation=30')

    subplot(2,2,2);mesh(peaks);

    view(0,90); %指定子图2的视点

    title('azimuth=0,elevation=90')

    subplot(2,2,3);mesh(peaks);

    view(90,0); %指定子图3的视点

    title('azimuth=90,elevation=0')

    subplot(2,2,4);mesh(peaks);

    view(-7,-10); %指定子图4的视点

    title('azimuth=-7,elevation=-10')

    色彩处理

    1.颜色的向量表示

    MATLAB除用字符表示颜色外,还可以用含有3个元素的向量表示颜色。向量元素在[0,1]范围取值,3个元素分别表示红、绿、蓝3种颜色的相对亮度,称为RGB三元组。

    2.色图

    色图(Color map)是MATLAB系统引入的概念。在MATLAB中,每个图形窗口只能有一个色图。色图是m×3 的数值矩阵,它的每一行是RGB三元组。色图矩阵可以人为地生成,也可以调用MATLAB提供的函数来定义色图矩阵。

    3.三维表面图形的着色

    三维表面图实际上就是在网格图的每一个网格片上涂上颜色。surf函数用缺省的着色方式对网格片着色。除此之外,还可以用shading命令来改变着色方式。

    shadingfaceted命令将每个网格片用其高度对应的颜色进行着色,但网格线仍保留着,其shading flat命令将每个网格片用同一个颜色进行着色,且网格线也用相应的颜色,从而使得图形表面显得更加光滑。

    shading interp命令在网格片内采用颜色插值处理,得出的表面图显得最光滑。

    颜色是黑色。这是系统的缺省着色方式

    例 3种图形着色方式的效果展示。

    程序如下:

    [x,y,z]=sphere(20);

    colormap(copper);

    subplot(1,3,1);

    surf(x,y,z);

    axis equal

    subplot(1,3,2);

    surf(x,y,z);shading flat;

    axis equal

    subplot(1,3,3);

    surf(x,y,z);shading interp;

    axis equal

    光照处理

    MATLAB提供了灯光设置的函数,其调用格式为:

    light('Color',选项1,'Style',选项2,'Position',选项3)

    光照处理后的球面。

    程序如下:

    [x,y,z]=sphere(20);

    subplot(1,2,1);

    surf(x,y,z);axis equal;

    light('Posi',[0,1,1]);

    shading interp;

    hold on;

    plot3(0,1,1,'p');text(0,1,1,' light');

    subplot(1,2,2);

    surf(x,y,z);axis equal;

    light('Posi',[1,0,1]);

    shading interp;

    hold on;

    plot3(1,0,1,'p');text(1,0,1,' light');

    图形的裁剪处理

    例4-22 绘制三维曲面图,并进行插值着色处理,裁掉图中x和y都小于0部分。

    程序如下:

    [x,y]=meshgrid(-5:0.1:5);

    z=cos(x).*cos(y).*exp(-sqrt(x.^2+y.^2)/4);

    surf(x,y,z);shading interp;

    pause %程序暂停

    i=find(x<=0&y<=0);

    z1=z;z1(i)=NaN;

    surf(x,y,z1);shading interp;

    为了展示裁剪效果,第一个曲面绘制完成后暂停,然后显示裁剪后的曲面。

    图像处理与动画制作

    图像处理

    1.imread和imwrite函数

    imread和imwrite函数分别用于将图像文件读入MATLAB工作空间,以及将图像数据和色图数据一起写入一定格式的图像文件。MATLAB支持多种图像文件格式,如.bmp、.jpg、.jpeg、.tif等。

    2.image和imagesc函数

    这两个函数用于图像显示。为了保证图像的显示效果,一般还应使用colormap函数设置图像色图。

    例5-23 有一图像文件flower.jpg,在图形窗口显示该图像。

    程序如下:

    [x,cmap]=imread('flower.jpg'); %读取图像的数据阵和色图阵

    image(x);colormap(cmap);

    axis image off %保持宽高比并取消坐标轴

    动画制作

    MATLAB提供getframe、moviein和movie函数进行动画制作。

    1.getframe函数

    getframe函数可截取一幅画面信息(称为动画中的一帧),一幅画面信息形成一个很大的列向量。显然,保存n幅图面就需一个大矩阵。

    2.moviein函数

    moviein(n)函数用来建立一个足够大的n列矩阵。该矩阵用来保存n幅画面的数据,以备播放。之所以要事先建立一个大矩阵,是为了提高程序运行速度。

    3.movie函数

    movie(m,n)函数播放由矩阵m所定义的画面n次,缺省时播放一次。

    例 绘制了peaks函数曲面并且将它绕z轴旋转。

    程序如下

    [X,Y,Z]=peaks(30);

    surf(X,Y,Z)

    axis([-3,3,-3,3,-10,10])

    axis off;

    shading interp;

    colormap(hot);

    m=moviein(20); %建立一个20列大矩阵

    for i=1:20

    view(-37.5+24*(i-1),30) %改变视点

    m(:,i)=getframe; %将图形保存到m矩阵

    end

    movie(m,2); %播放画面2次

    MATLAB三维网图的高级处理

    4.1. 消隐处理

    例.比较网图消隐前后的图形

    z=peaks(50);

    Subplot(2,1,1);

    mesh(z);

    title('消隐前的图')

    hidden off

    subplot(2,1,2);

    mesh(z);

    title('消隐后的图')

    hidden on

    colormap([0 0 1])

    1603bc9b663044a1bc5272dd4b709a81.png

    4.2. 裁剪处理

    利用不定数NaN的特点,可以对网图进行裁剪处理

    例.图形裁剪处理

    P=peaks(30);

    subplot(2,1,1);

    mesh(P);

    title('裁剪前的图');

    subplot(2,1,2);

    P(20:23,9:15)=NaN*ones(4,7); %裁剪

    meshz(P); %垂帘网线图

    title('裁剪后的图')

    colormap([0 0 1]) %蓝色网线

    21cd255e672216b29fed732a3e28ada4.png

    注意裁剪时矩阵的对应关系,即大小一定要相同

    4.3. 三维旋转体的绘制

    为了一些专业用户可以更方便地绘制出三维旋转体,MATLAB专门提供了2个函数:柱面函数cylinder和球面函数sphere

    柱面图绘制由函数cylinder实现.

    [X,Y,Z]=cylinder(R,N) 此函数以母线向量R生成单位柱面.母线向量R是在单位高度里等分刻度上定义的半径向量.N为旋转圆周上的分格线的条数.可以用surf(X,Y,Z)来表示此柱面.

    [X,Y,Z]=cylinder(R)或[X,Y,Z]=cylinder此形式为默认N=20且R=[1 1]

    例.柱面函数演示举例

    x=0:pi/20:pi*3;

    r=5+cos(x);

    [a,b,c]=cylinder(r,30);

    mesh(a,b,c)

    27a62cd50924a33ac64b2109d565ac42.png

    例.旋转柱面图.

    t=0:pi/12:3*pi;

    r=abs(exp(-0.25*t).*sin(t));

    r=abs(exp(-0.25*t).*sin(t));

    [X,Y,Z]=cylinder(r,30);

    mesh(X,Y,Z)

    colormap([1 0 0])

    30186875e006d4c6aabee214de21088d.png

    (2).球面图

    球面图绘制由函数sphere来实现

    [X,Y,Z]=sphere(N)%此函数生成3个(N+1)*(N+1)的矩阵

    surf(X,Y,Z) %产生单位球面

    [X,Y,Z]=sphere %此型式使用了默认值N=20.

    Sphere(N) %只是绘制了球面图而不返回任何值

    例.绘制地球表面的气温分布示意图.

    [a,b,c]=sphere(40);

    t=abs(c);

    surf(a,b,c,t);

    axis('equal') %此两句控制坐标轴的大小相同

    axis('square')

    colormap('hot')

    1afc0dcd9bd05f37ac4bd64b8cec7bdd.png
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