matlab实验作业（数据类型，常用函数，导入外部文件）

实验一 MATLAB环境与运算基础

一、实验目的

掌握 MATLAB环境与基本操作；
掌握MATLAB常见数据类型的创建、表示和引用；
熟悉MATLAB数据类型的各种运算与常用函数；
熟悉导入外部数据文件创建变量。

二、实验原理

MATLAB环境与基本操作：命令窗口、WorkSpace、当前文件夹和帮助命令与窗口；
MATLAB数据类型及其对应的常用操作函数：数值型、字符与字符串、日期和时间、分类数组、表、结构体和元胞数组；
MATLAB运算：线性代数计算，+（加），-（减），（乘），/（除），^（乘幂）；点运算，.（点乘），./（点除），.^（点乘幂）；逻辑运算；

MATLAB常用函数：初等数学函数，取整函数和矩阵操作运算的常用函数reshape、diag、sum、mean等；
读取外部文件数据的函数：readmatrix，readtable，readvars，readcell，及其选项设置。

三、实验内容

1.利用MATLAB的帮助系统分别查询inv、plot、max、round等函数的功能和用法。
help inv
help plot
help max
help round

2.求下列表达式的值：
(1) (2)，其中

z1=2sind(85)/(1+exp(2))
x=[2,1+2i;-0.45,5]
z2=(1/2)log(x+sqrt(1+power(x,2)))

    3.写出完成下列操作的命令：
    (1)建立3阶单位矩阵；
    (2)建立5*5随机矩阵A，其元素为[100,200]范围内的随机整数；
    (3)产生均值为1，方差为0.2的50个正态分布的随机数；
    (4)产生和A同样大小的全1矩阵；
    (5)将矩阵A的对角线元素加30；
    (6)从矩阵A提取对角线元素，并以这些元素构成对角阵B。

eye(3)
A=int32(100+(200-100)*rand(5,5))
Y=1+sqrt(0.2)*randn(5,10)
ones(size(A))
int32(diag([30,30,30,30,50]))+A
B=diag(diag(A))

    4.已知：
                    
    求下列表达式的值：
    (1),
    (2),的元素与的对应元素相乘
    (3),的每个元素立方
    (4),
    (5)与分别为与按列和按行合并后的矩阵
    (6)为的第2、3行，第2、3列，与的第1，2行，第1，2列，按列合并后的

A=[12,34,-4;34,7,87;3,65,7]
B=[1,3,-1;2,0,3;3,-2,7]
C11=A+6*B
I=eye(3)
C12=A-B+I
C21=A*B
C22=A.*B
C31=A^3
C32=A.^3
C41=A*inv(B)
C42=inv(A)*B
C51=[A B]
C52=[A;B]
C6=[A(2:3,2:3) B(1:2,1:2)]

    5.金庸的武侠小说引人入胜，本题第一行代码可以提取《天龙八部》的文本，请回答以下问题：
    (1)小说《天龙八部》一共有多少个自然段（提示：段落之间通常用回车符'\r'分隔）？
    (2)《天龙八部》男主角有段誉与乔峰之争，请问该小说分别包含段誉和乔峰的段落有多少个？
    (3)段誉与乔峰同时出现的段落有多少个？str = extractFileText("tianlongbabu.txt",'Encoding','UTF-8');

str = extractFileText("tianlongbabu.txt",'Encoding','UTF-8');
str=strsplit(str,"\r")
sum(contains(str,'段誉'))
sum(contains(str,'乔峰'))
sum(contains(str,'段誉')&contains(str,'乔峰'))

     6.创建以下变量并计算：
     (1)创建分类数组存储被观测者的国籍：uk,us,no,au,uk,us,us；
     (2)创建结构体student，存储以下数据：
                Name    Sex    Age    Score
                Liming    F       30       80,78,92,84
    (3)在student中添加学生：Yangle, M, 30, [85,68,87,92]
    (4)计算学生Liming与Yangle的平均成绩

state=["uk","us","no","au","uk","us","us"];
state=categorical(state)
student(1).Name='Liming'; student(1).Sex='F'; student(1).Age=30; student(1).Score='80,78,92,84'
student(2).Name='Yangle';student(2).Sex='M';student(2).Age='30';student(2).Score=['85,68,87,92']
(student(1).Score+student(2).Score)/2

     7.文件e17.txt存储了一个矩阵的数据，请做以下操作：
    (1)读取文件e17.txt的数据到MATLAB中，并存入矩阵A中；
    (2)提取A矩阵，生成以下子矩阵：
        为A的第1，2行，第1，2，3列；为A的第1，2行，第4，5列；
        为A的第1，2行，第6列；为A的第3行，第1，2，3列；
        为A的第3行，第4，5列；为A的第3行，第6列；
    (3)将A矩阵转换成的元胞数组，对应元素与(2)题中提取的子矩阵相同。

A=readmatrix('e17.txt')
A11=A(1:2,1:3),A12=A(1:2,4:5),A13=A(1:2,6),A21=A(3,1:3),A22=A(3,4:5),A23=A(3,6)
C=mat2cell(A,[2,1],[3,2,1])

     8.文件Animals2.csv记录了65个物种的躯干(body,kg)和脑(brain,g)的重量，请做以下操作：
    (1)以MATLAB表的类型导入Animals2.csv中的数据，指定行名为动物名称，指定变量名为body和brain，并指定它们的单位，展示前三行数据；
    (2)在表中添加变量ratio，其值等于脑与躯干的重量比并取自然对数后的值；
    (3)提取Human、Cow和African elephant的数据记录；
    (4)提取ratio超过3的数据记录？

T=readtable('Animals2.csv','Delimiter',',',"ReadRowNames",true,"ReadVariableNames",true,'Format','%s%f%f','TextType',"string");
T(1:3,:)
T.ratio=[log(T.brain./T.body)]
T3=T({'"Human"','"Cow"','"African elephant"'},:)
k=find(T.ratio>3.0);
T.ratio(k)

 9.文件detail.csv记录了某餐厅8月份的点餐情况，请做以下操作：
(1)以MATLAB表的类型导入detail.csv中的detail_id(流水号),order_id(订单号),dishes_name(菜名),counts(数量),amounts(单价),place_order_time(下单时间)等变量,其中文本数据用string类型；
(2)将place_order_time变量转换成datetime类型，格式为yyyy-MM-dd HH:mm:ss，并展示前三行数据记录；
(3)计算周一、周二、...周日的平均消费额。

T=readtable('detail.csv','Delimiter',',',"ReadRowNames",false,"ReadVariableNames",true,'TextType',"string")
T.place_order_time(1:2557)=datetime(T.place_order_time(1:2557),"InputFormat","yyyy/MM/dHH:mm:ss");
T.place_order_time(2558:10037)=datetime(T.place_order_time(2558:10037),"InputFormat","yyyy/MM/ddHH:mm:ss");
T.place_order_time(1:3,:)
T.money = T.counts.*T.amounts;
%ave = sum(T.money)/height(T);
T.weekday = weekday(T.place_order_time);
for i=1:7
    m = find(T.weekday==i);
    average = sum(T.money(m))/size(T.money(m),1);
    fprintf("周%d的平均消费额是%.2f元\n",i,average);
end