Úvod do funkce Piecewise v Matlabu
Částečná funkce je funkce, která je definována různými více funkcemi. V této další více funkcí se používá k použití v určitých intervalech hlavní funkce. Funkce Piecewise se také používá k popisu vlastnosti libovolné rovnice nebo funkce. Představuje různé podmínky ve funkcích nebo rovnicích. V tomto tématu se budeme učit o Piecewise Function v Matlabu.
Lze jej implementovat dvěma způsoby, jeden je pomocí smyček (příkaz if-else a switch) a druhý je bez použití smyček. V metodě smyčky se používá způsob vítězství. Jak vidíme, existují dva způsoby, se smyčkami a bez použití smyček.
V první metodě jsou opět dva způsoby
1. Pomocí metody if-else
2. Pomocí příkazu switch
Ve druhé metodě funkce reprezentuje vektorizačním způsobem
3. Vektorizovaná metoda
Pomocí příkazů If-Else
Toto je jedna ze základních terminologií pro implementaci funkcí po částech, ale není to dobrá praxe pro implementaci funkce po částech.
Syntaxe:
If condition1
Statement 1 ;
else
statement 2;
end
plot ( input variable, output variable )
function output variable = piecewise ( input variable )
Příklad č. 1
Nyní se podívejme na jeden příklad
f ( x ) = - 2 for x < 0
2 for x > 0
K implementaci výše uvedené funkce v Matlabu musíme nejprve vytvořit jednu funkci s klíčovým slovem 'piecewise'
> > function fx = piecewise ( x )
Ve výše uvedeném výrazu je „fx“ název výstupní proměnné, „piecewise“ je klíčové slovo použité pro výše uvedenou funkci a „x“ je vstupní proměnná.
Po deklarování funkce nyní musíme definovat podmínky rozsahů vstupní proměnné 'x'.
>> If x < = 0
>> fx = -2
>> else
>> fx = 2
Ve výše uvedených příkazech je-li pro definování rozsahu použit příkaz if-else, ukazuje, že pokud je hodnota x menší nebo rovna '0', pak out bude '- 2' a pokud je hodnota 'x' větší než '0', pak výstup bude '2'.
Program Matlab:
If x < = 0
fx = -2 ;
else
fx = 2 ;
end
plot ( x, f x )
function fx = piecewise ( x )
výstup :
Příkaz typu switch-case
Druhá metoda ve smyčkách je řízena příkazy typu switch-case. V této metodě reprezentujeme různé podmínky v různých metodách, můžeme určit více případů v jedné přepínací smyčce.
Příklad č. 2
Předpokládejme výše uvedený příklad,
f x = - 2 for x <= 0
2 for x > 0
V tomto příkladu jsou ve funkci fx dvě podmínky, jedna je menší než '0' a druhá je větší než '0'.
Abychom mohli výše uvedený příklad implementovat nejprve pomocí příkazu switch - case, musíme deklarovat příkaz funkce (funkce po částech).
>> function fx = piecewise (x )
Výše uvedené příkazy ukazují, že fx je po částech funkce týkající se vstupní proměnné 'x', po deklarování funkce začneme příkazem switch.
>> switch (x)
Výše uvedený příkaz je klíčové slovo pro případ přepínače pro změnu hodnot proměnné 'x'. Nyní uvnitř spínače budou různé případy, náš požadavek je pouze případ, takže napíšeme 2 případy.
Case 1: x < = 0
F x = - 2 ;
Case 2 : x > 0
F x = 2 ;
Výše uvedené příkazy představují rozsahy x a příslušných očekávaných hodnot funkcí.
Program Matlab
function F x = piecewise (x )
switch ( x )
Case 1 : x < = 0
F x=-2 ;
Case 2 : x > 0
F x = 2 ;
end
Plot ( F x, x )
Výstup :
Vectorized Method
Tato metoda je druhým přístupem po částech bez použití smyček. V této metodě je vstupem celý vektor sekvencí (podmínek) a můžeme také kombinovat dvě podmínky pomocí operátoru '&'. Toto je nejoblíbenější metoda v kusových funkcích.
Předpokládejme stejný příklad;
fx=-2 … x<=0
2 … x > 0
Nyní budeme ilustrovat výše uvedený příklad pomocí přístupu vektorizace. Nejprve musíme deklarovat funkci po částech jako výše uvedené příklady.
function fx = piecewise (x)
Po deklaraci funkce po částech definujeme rozsahy vstupní proměnné 'x'. Ve výše uvedeném příkladu, jak víme, existují dvě podmínky, proto musíme definovat dva rozsahy.
fx (x<=0)=-2 ;
and
fx (x>0)=2;
Nyní, jak jsou známy rozsahy, musíme deklarovat celkový rozsah vstupní proměnné 'x'.
x = - 5: 1: 5
to ukazuje, že x vezme hodnoty od - 5 do + 5.
Program Matlab
function fx = piecewise ( x )
fx(x<= 0) = - 2 ;
fx(x>0) = 2 ;
x = - 5 : 1 : 5
fx = piecewise ( x )
plot (fx, x )
Výstup:
Závěr - Piecewise funkce v Matlabu
Funkce po částech se používají hlavně k reprezentaci funkcí, které mají různé vstupní rozsahy s různými podmínkami. Jak vidíme výše, existují tři přístupy k reprezentaci funkcí po částech. Ale přístup if-else (loop) se nepoužívá pro implementace v reálném čase. A vektorizovaný přístup používaný v mnoha aplikacích.
Doporučené články
Toto je průvodce funkcí Piecewise Function v Matlabu. Zde diskutujeme o Metodách použití Piecewise Function v Matlabu s různými výroky a příklady. Další informace naleznete také v následujícím článku -
- Verze MATLAB
- Vektory v Matlabu
- Matrix v Matlabu
- Co je Matlab?
- Různé typy smyček s jeho výhodami
- Kompilátor Matlab | Aplikace Matlab Compiler