MATLAB程序设计基础与绘.ppt

第2章MATLAB程序设计基础与绘图,2019/11/25,2,第一章Matlab入门,内容提要,2.1二维图形2.2三维图形2.3四维表现图2.4图形处理技术2.5控制语句2.6M文件2.7程序设计的辅助函数,2019/11/25,3,第一章Matlab入门,程序设计基础,程序基本结构顺序结构，循环结构，分支结构顺序结构语句赋值语句：变量名=表达式键盘输入语句：变量名=input(提示信息)屏幕输出语句：disp(字符串),2019/11/25,4,第一章Matlab入门,程序设计基础,循环结构语句for循环，语法格式如下：for循环变量=初值:增量:终值语句组end,2019/11/25,5,第一章Matlab入门,程序设计基础,循环结构语句while循环，语法格式如下：while条件式语句组end在for循环和while循环中，都可以使用break语句来终止循环,2019/11/25,6,第一章Matlab入门,程序设计基础,分支结构语句if语句，语法格式如下：单分支：if条件式语句组end多分枝：if条件式1语句组1elseif条件式2语句组2else语句组（这一句可以不用）end,2019/11/25,7,第一章Matlab入门,程序设计基础,分支结构语句switch语句，语法格式如下：switch表达式,case值1,语句1,case值2,语句2,otherwise语句,end也可分行书写：switch表达式case值1语句1case值2语句2otherwise语句nend,2019/11/25,8,第一章Matlab入门,程序设计基础,其它语句pause语句：暂停，按任意键继续return语句：返回到函数调用处（常用于函数语句体未执行完毕时的强制返回）强行终止程序的执行：Ctrl+C,2019/11/25,9,第一章Matlab入门,程序设计基础,例2.1计算解：用for循环s=0;forn=1:100s=s+1/n2;enddisp(s=,num2str(s),注：这里的n每取一次值就执行一次语句体，所以n是数，而不是数组，“/”和“”运算可以不用“./”和“.”。,2019/11/25,10,第一章Matlab入门,程序设计基础,例2.1计算也可以用while循环：s=0;n=1;whileneg2_2,m=input(请输入：m=);n=1:m；s=sum(1./n.2),2019/11/25,14,第一章Matlab入门,程序设计基础,函数文件函数文件在内容上比命令文件多了一个文件头：function因变量名,=函数名(自变量名,)语句组调用函数文件也是使用文件主名，同时必须给自变量赋予确定的取值，并使用圆括号把自变量括起来函数值由“语句组”中因变量获得的最后结果决定函数名最好与文件主名相同，以方便理解,2019/11/25,15,第一章Matlab入门,程序设计基础,函数文件例2.3：定义函数建立函数文件eg2_3.m，内容如下：,functions=f(m)n=1:m;s=sum(1./n.2);,调用：eg2_3(1000),2019/11/25,16,第一章Matlab入门,程序设计基础,函数文件例：定义一个计算圆锥体积的函数建立函数文件yuanzhui_tiji.m，内容如下：,functionv=yuanzhui_tiji(r,h)v=1/3*pi.*(r.2).*h;,调用：yuanzhui_tiji(5.3,7.6),2019/11/25,17,第一章Matlab入门,程序设计基础,函数文件进一步：定义一个计算圆锥体积和侧面积的函数建立函数文件yuanzhui_tiji_cemianji.m,如下：,functionv,s=f(r,h)v=1/3*pi.*(r.2).*h;s=pi.*r.*sqrt(r.2+h.2);,调用：v,s=yuanzhui_tiji_cemianji(5.3,7.6),说明：调用多值函数时，可以按顺序只取前面的因变量值。,2019/11/25,18,第一章Matlab入门,程序设计基础,内联函数inline（适合在命令窗口定义简单函数）定义方法：函数名=inline(函数表达式,自变量名,.)调用方法：函数名(自变量取值,)匿名函数（7.0以上版本具有此功能）定义方法：函数名=(自变量名,.)函数表达式调用方法：函数名(自变量取值,),只有一个自变量时，可以省略此项不写,2019/11/25,19,第一章Matlab入门,程序设计基础,例2.4编写一个函数文件，对任意输入的向量x，计算如下分段函数值构成的向量。eg2_4aeg2_4b,2019/11/25,20,第一章Matlab入门,绘图,点、线作图命令平面点集或连线plot(x,y,图形特征符)其中，x、y是长度相同的一维数组，它们构成平面点集的横坐标和纵坐标；图形特征符用于指定颜色、点型(标记)和线型（参见P31表2.4）。不指定点型和线型时，默认实连线。当数据点足够密集时，看起来即是“曲线图”举例x=0:0.1:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,ro-),可以在作图语句之后使用gridon命令给坐标系增加网格线，使用gridoff去掉网格线。平面图默认gridoff，空间图默认gridon。,2019/11/25,21,第一章Matlab入门,绘图,点、线作图命令多组平面点集或连线的叠加图plot(x1,y1,图形特征符,x2,y2,图形特征符,.)其中，x1、y1是一对长度相同的一维数组，x2、y2也是一对长度相同的一维数组，同一自变量对应多个因变量的叠加图plot(t,y1;y2;)其中，t、y1、y2是长度相同的一维数组注意：y1、y2、之间必须用分号(;)举例,2019/11/25,22,第一章Matlab入门,绘图,点、线作图命令空间点集或连线plot3(x,y,z,图形特征符)其中x、y、z是长度相同的一维数组，它们构成空间点集的坐标举例t=0:0.1:4*pi;x=cos(t);y=sin(t);z=2*t;plot3(x,y,z,r*);gridon,2019/11/25,23,第一章Matlab入门,绘图,一元函数曲线作图命令fplot(一元函数,a,b,图形特征符)绘制一元函数在区间a,b上的图形其中，一元函数可以是：M函数文件名，比如：fplot(sin,0,2*pi,r)函数表达式，比如：fplot(sin(x)+2*x-1,-10,10,:)内联函数名（不加单引号）比如：y=inline(log(x)/exp(x);fplot(y,1,10)注意：在fplot命令中使用图形特征符时，点距是由软件内部决定的，用户不能干预，所以该命令通常不使用“点型”。（举例）,2019/11/25,24,第一章Matlab入门,绘图,一元函数曲线作图命令举例例2.5：作出函数y=x3-x-1和y=|x|0.2sin(5x)在区间-1,2的叠加图怎样作叠加图？方法一：使用plot命令一次绘制多组图（需生成点集坐标）方法二：作完一幅图后，使用holdon命令保留该图形，继续作下一幅图，直到使用holdoff命令释放该功能或者关闭图形窗口。eg2_5,2019/11/25,25,第一章Matlab入门,绘图,曲面作图命令预备知识：平面矩形区域上的点坐标设平面区域axb,cyd取x0=a:h1:b,y0=c:h2:d则该矩形区域上的点坐标可用直线组x与直线组y的交点坐标来表示在MATLAB中，可以使用meshgrid命令来生成平面点集的坐标：x,y=meshgrid(x0,y0)其结果中的x和y是同阶矩阵，分别表示矩形区域中的x坐标和对应的y坐标以x0=1,2,3,4;y0=5,6,7为例（演示）,2019/11/25,26,第一章Matlab入门,绘图,曲面作图命令mesh(x,y,z)：绘制空间网面图surf(x,y,z)：绘制空间曲面图其中，x和y是平面点集的坐标(通常使用meshgrid命令来生成)，z是对应的函数值坐标，它们是同阶矩阵，表示曲面的三维数据。例2.6：绘制下面的二元函数图形eg2_6a,2019/11/25,27,第一章Matlab入门,绘图,曲面作图命令mesh(x,y,z)：绘制空间网面图surf(x,y,z)：绘制空间曲面图辅助命令shadingflat%去掉曲面图上的网格线shadinginterp%去掉网格线，并使曲面光滑shadingfaceted%恢复曲面图图形视角的调整：view(方位角,俯仰角)命令或鼠标拖动,2019/11/25,28,第一章Matlab入门,2.2作图,曲面作图命令contour(x,y,z)%绘制等高线图（与mesh用法类似）contour(x,y,z,n)%画n条等高线contour(x,y,z,h1,h2,)%在指定高度画等高线contour(x,y,z,h,h)%在指定的一个高度画等高线c,h=contour(x,y,z)%画等高线，并生成高度标识数据clabel(c,h)%给等高线标注高度值contourf(x,y,z)%另一种等高线图(填充色彩)contour3(x,y,z)%三维等高线图meshc(x,y,z)%在网面图下方投影等高线surfc(x,y,z)%在曲面图下方投影等高线eg2_6b,2019/11/25,29,第一章Matlab入门,绘图,图形说明和定制title(字符串)：给图形加标题xlabel(字符串)，ylabel(字符串)，zlabel(字符串)：给坐标轴x、y、z加标志text(x坐标,y坐标,z坐标,字符串)：在指定的坐标点给图形加文字说明legend(字符串1,字符串2,.,k)：生成图例其中，k的取值可以是-1、0、1、2、3、4，分别决定图例出现的不同位置（例：tuli_legend）,2019/11/25,30,第一章Matlab入门,绘图,图形说明和定制axis(a,b,c,d)：设定二维坐标系的坐标轴范围axb,cydaxis(a,b,c,d,e,f)：设定三维坐标系的坐标轴范围axb,cyd,ezfaxis：获取坐标轴的范围（向量）axisequal：使各坐标轴的单位长度相同axissquare：使图形区域的长宽(高)之比为1:1(:1)axisnormal：恢复图形区域的默认长宽(高)之比,2019/11/25,31,第一章Matlab入门,绘图,图形说明和定制figure/figure(n)：打开一个新的图形窗口/或打开一个指定序号的图形窗口close/close(n)/closeall：关闭当前图形窗口/或关闭指定序号的图形窗口/或关闭所有图形窗口clf/clf(n)：清除当前图形窗口中的图形/或清除指定序号图形窗口中的图形subplot(m,n,k)：将当前图形窗口分为mn个子图，并指向第k幅