Matlab编程入门-下.ppt

2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,1,专题三Matlab编程入门(2),2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,2,Matlab编程入门,Matlab编程简介,Matlab作为一种广泛应用于科学计算的工具软件，不仅具有强大的数值计算、符号计算、矩阵运算能力和丰富的绘图功能，同时也具有和C、FORTRAN等高级语言一样进行程序设计。,在Matlab程序设计中，要充分利用Matlab数据结构的特点，提高编程效率。,利用Matlab的程序控制功能，可以将有关Matlab命令编成程序存储在一个文件中（M文件），然后在命令窗口中运行该文件，Matlab就会自动依次执行文件中的命令，直到全部命令执行完毕。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,3,M文件是由若干Matlab命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实现某种算法。,M文件,M文件以.m为扩展名。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,4,M文件的建立与打开,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,5,在命令窗口中输入f2cs，即可执行该M文件。,例：编写一个脚本文件将华氏温度转化为摄氏温度,脚本文件举例,脚本文件运行后，文件中所产生的所有变量都驻留在Matlab当前工作空间，可以用whos查看。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,6,一个完整的函数M文件的结构为：functionf=fact(n)函数定义语句%Computeafactorialvalue.H1行%FACT(N)returnsthefactorialofN,帮助文本%usuallydenotedbyN!%Putsimply,FACT(N)isPROD(1:N).注释语句f=prod(1:n);函数体函数定义语句只在函数文件中存在，定义函数名称、输入输出参数的数量和顺序。函数定义语句的格式为：functiony=fact(x)。,M文本文件介绍,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,7,M文本文件介绍,一个一般的脚本M文件,%scriptm-fileexample:calculatethevolumeandsurfaceareaofacolumer=1;%theradiusofthecolumeh=1;%thehightofthecolumes=2*r*pi*h+2*pi*r2;%calculatethesurfaceareav=pi*r2*h;%calculatethevolumedisp(Thesurfaceareaofthecolumeis:),disp(s);disp(Thevolumeofthecolumeis:),disp(v);,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,8,关系运算,比较大小，如果结论是真则返回1，否则返回0,注意=与=的区别,关系操作符能用来比较两个同样大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量，在后一种情况，标量和数组中的每一个元素相比较，比较结果与数组大小一样。,关系运算符,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,9,例：,关系运算举例,2+2=4,23,A=135;206;B=310;246;A=B,x=50;42;xB=123;456;789;disp(B),数据输出disp,数据的输出：disp,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,15,数据输出fprintf,format中还可以使用一些特殊格式，如：,n(换行)t(制表符)b(退格)(反斜杆)%(百分号),2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,16,数据输出fprintf,a=Hello;b=2.4;c=100*pi;fprintf(a=%s,b=%f,c=%en,a,b,c),例：,format中的输出格式要与输出变量一一对应,可以没有输出变量,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,17,pause,程序的暂停：pause,pause或pause(n),若想强行终止程序的运行，可以使用Ctrl+c,其中n是延迟时间，以秒为单位；若缺省，则将暂停程序，直到用户按任意键后继续,pauseoff屏蔽程序中所有pause的作用pauseon打开pause的作用,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,18,定义函数m文件,MATLAB的内部函数是有限的，有时为了研究某一个函数的各种性态，需要为MATLAB定义新函数，为此必须编写函数文件.,定义函数的m文件有特殊的格式要求：第一行必须是一特殊字符function开始，格式为：function因变量名=函数名（自变量名）（函数体）,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,19,例：定义函数z=100(y-x2)2+(1-x)2,functionz=fun(x,y),1.建立M文件：fun.m,2.可以直接使用函数fun.m,例如：计算fun(1,2),只需在Matlab命令窗口键入命令：x=1,y=2fun(x),z=100*(y-x2)2+(1-x)2;,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,20,选择结构是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。Matlab用于实现选择结构的语句有if语句和switch语句。,选择结构,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,21,单分支结构,ifexpression（条件）statements（语句组）end,if条件语句,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,22,ifexpression1（条件1）statements1（语句组1）elseifexpression2（条件2）statements2（语句组2）.elseifexpressionm（条件m）statementsm（语句组m）elsestatements（语句组）end,多分支结构,if条件语句,P141Eg.07-06,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,23,根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句。,switchexpression（表达式）casevalue1（表达式1）statement1（语句组1）casevalue2（表达式2）statement2（语句组2）.casevaluem（表达式m）statementm（语句组m）otherwisestatement（语句组）end,switch语句,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,24,Matlab首先计算expression的值，然后将它依次与各个case指令后的检测值进行比较，当比较结果为真时，就执行相应的语句组，然后跳出switch结构。,switch后面的表达式expression的值可以是一个标量或字符串。,switch语句,otherwise指令可以不出现。,如果所有的比较结果都为假，则执行otherwise后面的语句组，然后跳出switch结构。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,25,例：利用分支语句编写条件判断程序，实现任意底对数的计算。,switch举例,分析：Matlab中只提供了有限底的对数函数。,P143Eg.07-07,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,26,循环结构for语句和while语句,循环结构,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,27,forvariable=expressionstatement（循环体）end,循环变量,表达式expression可以是行向量，也可以是矩阵,for循环,clear;y=0;n=100;fork=1:ny=y+1/(2*k-1);end,！不能在for循环体内改变循环变量的值！,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,28,循环语句可以嵌套使用,while循环,whileexpression（条件）statement（循环体）end,如果预先就知道循环的次数，则可以采用for循环；否则，如果预先无法确定循环的次数，则可以使用while循环。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,29,这个例子给出了计算eps的一种方法。这里我们用大写EPS，因此系统中eps的值不会被覆盖。当EPS=eps时，条件仍成立；而当EPS=eps/2时，条件为假，退出循环，所以最后应有EPS=eps/2。num用来记录循环次数。,计算Matlab中eps值,while循环举例,num=0;EPS=1;while(1+EPS)1EPS=EPS/2;num=num+1;end,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,30,break和continue,break语句用于终止循环的执行，即跳出最内层循环continue语句用于结束本次循环，进行下一次循环break和continue一般与if语句配合使用,其它流控制语句,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,31,首先由计算机随机产生一个1,100之间的一个整数，然后由用户猜测所产生的这个数。根据用户猜测的情况给出不同的提示，如果猜测的数大于产生的数，则显示High，小于则显示Low，等于则显示Youwon！，同时退出游戏。用户最多有7次机会。,程序示例,猜数游戏,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,32,程序示例,数论中的一个有趣问题：任取一个正整数，如果是偶数，用2除，如果是奇数，用3乘再加1，反复这个过程，直到所得到的数为1。问：是否存在使该过程永不中止的整数？,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,33,while1n=input(Pleaseentern(nonpositivequit):);ifn1ifrem(n,2)=0n=n/2;elsen=3*n+1;endfprintf(nn=%d,n);endfprintf(nn=%disnotweneed!continue.n,nt);end,程序示例,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,34,函数变量,局部变量全局变量永久变量,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,35,局部变量,每个函数都有自己的局部变量，这些变量存储在该函数独立的工作区中，与其他函数的变量及主工作区中的变量分开存储。当函数调用结束时，这些变量随之删除，不保存在内存中。,在函数中，变量默认为局部变量。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,36,全局变量,与局部变量不同，全局变量可以在定义该变量的全部工作区中有效。当在一个工作区内改变该变量的值时，该变量在其他工作区中的变量同时改变。,任何函数如果需要使用全局变量，则必须首先声明，声明格式为：global变量名1变量名2,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,37,永久变量,除局部变量和全局变量外，MATLAB中还有一种变量类型为永久变量。永久变量的特点为：只能在M文件内部定义；只有该变量从属的函数能够访问该变量；当函数运行结束时，该变量的值保留在内存中，因此当该函数再次被调用时，可以再次利用这些变量。永久变量的定义方法为：persistent变量名1变量名2。,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,38,程序示例,%ex4global.mclear;globalaba=1;b=3;y=mysquaresum(a,b);fprintf(a=%g,b=%gn,a,b);z=myproduct(a,b);fprintf(a=%g,b=%gn,a,b);,%mysquaresum.mfunctionsquare_sum=mysquaresum(x,y)square_sum=x2+y2;a=x+y;,%myproduct.mfunctionproduct=myproduct(x,y)globalaproduct=x*y;a=x+y;,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,39,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,40,补充1函数类型,1匿名函数2主函数3子函数4嵌套函数5私有函数6重载函数,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,41,匿名函数,匿名函数提供了一种创建简单程序的方法，使用它用户可以不必每次都编写M文件。用户可以在MATLAB的命令窗口或是其他任意M文件和脚本文件中使用匿名函数。,匿名函数的格式为：fhandle=(arglist)expr其中fhandle是为该函数创建的函数句柄；符号用于创建函数句柄；arglist为用逗号分隔的参数列表；expr为函数主体，为MATLAB表达式。,P149Eg.07-13,2019/11/19,中国计量学院理学院lxy,42,functionprintyh(n)%打印杨辉三角形,本函数没有输出参数yh=1;disp(yh);ifn=1,return;endyh=1,1;disp(yh);fork=3:nyh_old=yh;k2=ceil(k/2);forl=2:k2yh(l)=yh_old(l-1)+yh_old(l);endyh(k2+1:k)=yh(k-k2:-1:1);disp(yh);end,函数文件举例,printyh.m,2019/11/19,中国计