这段 MATLAB 代码定义了一个名为 joinUnits
的函数,用于合并单位定义字符串中的相同单位,并计算它们的指数之和。例如,将 'kg^{2} m^{-2} m kg^{-1}'
转换为 'kg m^{-1}'
。以下是代码的详细解释:
函数输入参数
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strIn
: 输入的单位定义字符串,例如'kg^{2} m^{-2} m kg^{-1}'
。
函数输出
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strOut
: 合并后的单位定义字符串,例如'kg m^{-1}'
。
代码逻辑
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拆分输入字符串:
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使用
split
函数将输入字符串按空格拆分为多个单词(每个单词代表一个单位及其指数),存储在words
中。
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解析每个单词:
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遍历每个单词
curWord
,提取单位名称和指数:-
如果单词中没有指数部分(例如
'm'
),则默认指数为1
。 -
如果单词中有指数部分(例如
'kg^{2}'
),则提取指数值并处理符号(正数或负数)。
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将单位名称存储在
units
中,将指数存储在exponents
中。
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检查括号匹配:
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确保每个
{
和}
成对出现,并且{
前面必须有^
符号。 -
如果括号不匹配或格式不正确,抛出错误。
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合并相同单位:
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使用
unique
函数找到所有唯一的单位名称。 -
对每个唯一单位,计算其对应的指数之和。
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构建输出字符串:
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遍历所有唯一单位,根据指数值构建输出字符串:
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如果指数为
1
,则只添加单位名称(例如'kg'
)。 -
如果指数不为
0
,则添加单位名称和指数(例如'kg^{2}'
)。 -
如果指数为
0
,则忽略该单位。
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如果所有单位的指数都为
0
,则输出'-'
。
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代码用途
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该函数用于简化单位定义字符串,将相同单位的指数合并。这在物理量计算或单位转换中非常有用,例如将复杂的单位表达式简化为标准形式。
示例
示例 1
输入:
strIn = 'kg^{2} m^{-2} m kg^{-1}'; strOut = joinUnits(strIn);
输出:
strOut = 'kg m^{-1}'
示例 2
输入:
strIn = 's^{-1} s^{2} s^{-1}'; strOut = joinUnits(strIn);
输出:
strOut = 's^{0}'
示例 3
输入:
strIn = 'm s^{-2} kg^{0}'; strOut = joinUnits(strIn);
输出:
strOut = 'm s^{-2}'
注意事项
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输入格式:
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输入字符串必须符合单位定义的标准格式,例如
'kg^{2} m^{-2}'
。 -
如果输入字符串格式不正确(例如括号不匹配或缺少
^
符号),函数会抛出错误。
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指数处理:
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如果单位没有指数部分(例如
'm'
),函数会默认其指数为1
。 -
如果单位的指数为
0
,则该单位会被忽略。
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输出格式:
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输出字符串中的单位按输入顺序排列。
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如果所有单位的指数都为
0
,则输出'-'
。
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总结
joinUnits
函数是一个实用的工具,用于合并单位定义字符串中的相同单位并计算它们的指数之和。它通过解析字符串、提取单位和指数、合并相同单位并构建输出字符串,实现了单位定义的简化。