MATLAB教程：利用cat函数构建多维矩阵

"MATLAB课件2007-第二讲 矩阵和数组的操作" 在MATLAB中，矩阵和数组是数据处理的基础，本课件主要讲解了矩阵的建立、保存、调用、拆分以及多维矩阵的构建，还包括矩阵的运算和字符与字符串的处理。 首先，矩阵的建立有多种方法。最常见的是直接输入法，通过在命令行中输入元素并用分号隔开每一行，例如`A=[1 2;3 4]`创建了一个2x2的矩阵。此外，还可以利用M文件来建立矩阵，这种方法适用于大且复杂的矩阵。创建M文件后，运行文件即可建立矩阵。矩阵编辑器ArrayEditor则提供了图形化的界面，方便输入和修改矩阵。 接着，介绍了如何利用MATLAB函数建立特殊矩阵，如零矩阵`zeros(m,n)`、全一矩阵`ones(m,n)`、单位矩阵`eye(m,n)`、随机矩阵`rand(m,n)`和标准正态分布随机矩阵`randn(m,n)`。这些函数极大地简化了矩阵的生成过程。 在矩阵的保存和调用部分，可以通过保存为M文件或利用`load`函数加载文本或二进制文件中的数据。对于导入非标准格式的数据，可以使用Import Wizard工具。 矩阵的拆分包括行拆分和列拆分，可以通过索引来实现。例如，`A(1:2,:)`会选择第一和第二行，`A(:,1:2)`会选择第一和第二列。 重点讨论的是用`cat`函数构建多维矩阵。`cat(dim,A1,A2,...)`函数沿着指定的维度`dim`将多个大小相同的矩阵拼接成一个新的矩阵。例如，`A1=[1 2;3 4]`，`A2=[5 6;7 8]`，`C1=cat(1,A1,A2)`会在第一维度（行）上连接A1和A2，形成一个3x2的矩阵；而`C2=cat(2,A1,A2)`会在第二维度（列）上连接它们，形成一个2x4的矩阵。`C3=cat(3,A1,A2)`则是尝试在第三维度上连接，但由于A1和A2只有二维，所以这在通常情况下会报错，除非预先扩展了它们的维度。 最后，课件提到了矩阵的运算，包括基本的算术运算、逻辑运算、矩阵乘法、转置、逆矩阵等，这些都是MATLAB中非常重要的操作。 字符和字符串的处理涉及到字符串的创建、连接、截取和转换。MATLAB允许使用单引号或双引号定义字符串，也可以使用函数如`strcat`拼接字符串，`strfind`查找子串，`upper`和`lower`转换字母大小写，以及`num2str`和`str2num`进行数值和字符串之间的转换。 本课件详尽地介绍了MATLAB中矩阵和数组的基本操作，为后续的MATLAB编程打下了坚实的基础。