matlabGUI矩阵计算器.docx
《matlabGUI矩阵计算器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlabGUI矩阵计算器.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
matlabGUI矩阵计算器
matlab-GUI矩阵计算器
数学应用软件工具箱开发
——矩阵计算器
姓名：
***
学号：
********
指导老师：
***
专业：
********
2014年9月11日
一.操作过程
1.准备工作
①在Matlab的主窗口中，选择File菜单中的New菜单项，再选择其中的GUI命令，就会显示GUI的设计模板；
②选择GUI模板中的默认的空白模版BlankGUI（Default）就会显示GUI设计窗口，可以开始设计矩阵计算器了。
2.设计过程
①在GUI界面中加入以下控件：
1>2个文本编辑器（edittext）作为输入矩阵的窗口；
2>16个用以执行运算的按钮（pushbutton）；
3>4个静态文本框（statictext），其中一个作为显示计算所得结果的窗口，另外3个分别作为表示所输入的矩阵（A、B）以及用来输入标题（矩阵计算器）；
4>加入3个按钮组（buttongroup）分别圈住：
a.1>中的2个控件及3>中的A、B；
b.2>中的16个计算按钮；
c.3>中的显示计算结果的窗口。
②分别双击以上25个控件修改其string属性如下：
1>中的改为空白（将原有的“edittext”删掉）；
2>中的改为对应的矩阵运算或文字，如“+”、“/R”、“秩”、“逆”等（见图1）；
3>中的按顺序改为空白、“A”、“B”以及“矩阵计算器”；
4>中的按钮组分别改为“输入区”、“功能区”、“输出区”。
③对每个控件分别单击右键，选择“viewcallback”→“callback”→“保存”，在每个控件的函数后加入代码（见附件）。
④此外，还需要做的小变动有：
1>②中修改string属性时通过修改fontWeight及fontSize把string的字
图4
输入的A、B矩阵必须是维数相同，否则不能实现按元素乘（除）的运算。
如输入不同维数的矩阵且进行按元素乘的运算，则会提示出错，提示信息同图3。
3>矩阵相乘：
输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“*”按钮，输出区显示计算结果如图5所示：
图5
输入的A、B矩阵必须满足前者的列数等于后者的行数，否则不能实现矩阵的乘法运算，出现错误提示如图6所示：
图6
4>左除（右除）：
输入A=[123;456;789]，B=[147;258;369]，按下“/L”按钮，输出区显示计算结果如图7所示：
图7
输入的A、B矩阵必须满足行相等，否则出现错误提示如图8所示：
图8
5>矩阵转置：
输入矩阵A=[123;456;789],点击“A’”按钮，显示结果如图9所示：
图9
6>矩阵求秩：
输入矩阵A=[123;456;789]，点击“秩”按钮，输出区显示计算结果如图10所示：
图10
7>矩阵求逆：
输入矩阵A=[124;456;789]，按下“逆”按钮，输出区显示计算结果如图11所示：
图11
本矩阵计算器求逆功能只针对非奇异方阵，如果输入矩阵A为奇异阵或非方阵，均会提示错误
A为非方阵时提示错误如图12：
图12
A为奇异阵时提示错误如图13：
图13
8>行列式：
输入A=[124;456;789]，按下“行列式”按钮，输出区显示计算结果如图14所示：
图14
输入矩阵A必须为方阵，否则无法计算行列式，提示错误如图15所示：
图15
9>范数：
输入矩阵A=[123;456;789]，按下“范数”按钮，输出区显示计算结果如16所示：
图16
由于设计者能力有限，本计算器默认计算矩阵的2范数，其他范数暂不能计算。
10>LU分解：
输入矩阵A=[123;456;426]，按下“LU”按钮，输出区显示计算结果如图17所示：
图17
其中，输出前三行为L矩阵，中间三行为U矩阵，后三行为P矩阵
11>线性方程组求解：
AX=B
输入A=[123;456;789]（系数矩阵），B=[4;5;6]（常数项），按下“Ax=B”按钮，输出区显示计算结果图18所示：
图18
本部分输入限制较大，须详细说明。
第一，系数矩阵必须是非奇异的方阵，否则方程组解不存在或不唯一，本计算器无法求解。
第二，常数项必须与系数矩阵行数相同，否则也会出现错误提示
12>最简行阶梯形矩阵：
输入矩阵A=[123;456;789]，分别按下“阶梯形”按钮，输出区显示计算结果如图19所示：
图19
13>特征值：
输入矩阵A=[123;456;789]，按下“特征值”按钮，输出区显示计算结果如图20所示：
图20
附录：
主要代码
%%矩阵相加
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib|ja~=jb|（ia~=ib&ja~=jb）%判断A、B是否满足相加条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a+b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵相减
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib|ja~=jb|（ia~=ib&ja~=jb）%判断A、B是否满足相减条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a-b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵点乘
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib|ja~=jb|（ia~=ib&ja~=jb）%判断A、B是否满足点乘条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a.*b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵相乘
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifja~=ib%判断A、B是否满足相乘条件
c='error.Innermatrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a*b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵点除
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib|ja~=jb|（ia~=ib&ja~=jb）%判断A、B是否满足点除条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a./b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵左除
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib%判断A、B是否满足左除条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a\b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵右除
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib%判断A、B是否满足右除条件
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a/b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%矩阵求秩
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
c=a';
set（handles.text1,'string',num2str（c））
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
result=rank（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
%%求逆
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
[iaja]=size（a）;
ifia~=ja%判断A是否为方阵
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
ifabs（det（a））<1e-6%判断A是否为奇异阵
c='error.Matrixissingulartoworkingprecision.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=inv（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
end
%%求行列式
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
[iaja]=size（a）;
ifia~=ja%判断A是否为方阵
c='error.Matrixdimensionsmustagree.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=det（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
%%求2-范数
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
result=norm（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）
%%求LU分解
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
[L,U,P]=lu（a）;
result=[L;U;P];
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）
%%求AX=B
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
b=str2num（get（handles.edit2,'string'））;
[iaja]=size（a）;
[ibjb]=size（b）;
ifia~=ib
c='error.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
ifia~=ja%判断A是否为方阵
c='error.Matrixmustbesquare.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
ifdet（a）==0%判断A是否为奇异阵
c='error.Matrixissingulartoworkingprecision.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=a\b;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
end
end
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
result=rref（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
%%求特征值
a=str2num（get（handles.edit1,'string'））;
[iaja]=size（a）;
ifia~=ja%判断A是否为方阵
c='error.Matrixmustbesquare.';
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
else
result=eig（a）;
c=num2str（result）;
set（handles.text1,'String',c）
guidata（hObject,handles）;
end
升级会员 