MATLAB简单程序设计.ppt

MATLAB程序设计方法 表达式和运算符命令文件 程序文件 程序设计中的流程控制练习与思考题 表达式 由变量 运算符 函数 数字组成球坐标变换 表达式和运算符 用赋值语句创建变量变量名 数据变量名 表达式 x R cos theta cos fai y R cos theta sin fai z R sin theta 纬度 经度 例2 1格林威治天文台建于1675年 其经度为零 纬度为北纬510 计算格林威治天文台在地心直角坐标系中的坐标并在球面上标记 X Y Z sphere 24 mesh X Y Z holdonfai 0 theta 51 pi 180 x0 cos theta cos fai y0 cos theta sin fai z0 sin theta th linspace pi 2 pi 2 100 x cos th y zeros size x z sin th plot3 x y z b x0 y0 z0 ro linewidth 2 view 124 30 加 减 乘 点乘 右除 点右除 左除 点左除 矩阵幂 点幂 1 算术运算符 2 关系运算符大于 大于等于 等于 不等于 3 逻辑运算符 与 and 或 or 非 not 表达式和运算符 运算优先级 函数运算 算术运算 关系运算 逻辑运算 exp log sin abs fix 表达式 1 fix pi mod 2 4 2 3 2结果为ans 26 三角形任意两边之和大于第三边的逻辑表达式 A a b c a c b b c a B a bc a c b b c a D a b c a c b b c a 命令文件 MATLAB命令的有序集合 文件执行 对文件中命令进行批处理 即从第一条命令开始按顺序执行 直到最后一条命令 如果中间某条命令出错 则中断并输出错误信息 M文件分为命令文件和函数文件两种 在编辑窗口中编写 保存并对文件命名 命令窗口键入文件名运行 观察运行结果 例2 2成都地理位置 北纬30o 东经104o 北京地理位置 北纬40o 东经116o 计算两城市距离近似值 由两城市经纬度可计算出地心直角坐标系的坐标P1 x1 y1 z1 P2 x2 y2 z2 向径之间的角度 球面短程线计算公式 输入经纬度数据和地球半径 转换两城市的经纬度为地心直角坐标数据 提取两个点的向径坐标 计算向径间的夹角和短程线长度并输出计算结果 datas 30 104 40 116 经纬度数据R 6400 theta datas 1 pi 180 弧度制fai datas 2 pi 180 x R cos theta cos fai 直角坐标转换y R cos theta sin fai z R sin theta Op1 x 1 y 1 z 1 第一城市坐标Op2 x 2 y 2 z 2 第二城市坐标d R acos Op1 Op2 R R 计算并显示距离 按顺序录入程序文件 文件名 distance m 在命令窗口运行程序distance 屏幕将显示 d 1563 42 条件控制 循环控制 错误控制 终止运行控制 条件控制 有选择地运行程序块1 if elseif语句例2 8判润年程序 程序设计中的流程控制 year input inputyear n1 year 4 n2 year 100 n3 year 400 ifn1 fix n1 n2 fix n2 disp 是润年 elseifn1 fix n1 n3 fix n3 disp 是润年 elsedisp 不是润年 end 润年条件有二 能被4整除 但不能被100整除 能被4整除 又能被400整除 1 for循环语法 for变量 初值 步长 终值可执行语句end 程序设计中的循环控制 例2 3裴波拉奇数列n input inputn f 1 1 f 2 1 fork 3 nf k f k 1 f k 2 endf n f 44 701408733 例2 3程序功能如下 把边长为2以原点为中心的正方形旋转pi 24 将其压缩 r 0 89 重复24次并绘图 xy 1 1 1 1 11 11 1 1 A cos pi 24 sin pi 24 创建正交矩阵sin pi 24 cos pi 24 x xy 1 y xy 2 提取坐标数据line x y pause 1 画线并暂停一秒fork 1 24xy 89 xy A 旋转并压缩x xy 1 y xy 2 line x y pause 1 end 例2 4空间四面体底面是一三角形 将三角形三个顶点与四面体顶部的顶点相连接就形成三角形锥面 利用MATLAB的帧动画方法演示一个四面体旋转过程 M moviein 16 X Y Z cylinder 1 0 3 创建四面体坐标A cos pi 8 sin pi 8 sin pi 8 cos pi 8 fork 1 16mesh X Y Z axisoff 绘图colormap 001 view 30 40 M k getframe 帧设计xy A X 1 Y 1 旋转x xy 1 X 1 0 x 坐标提取扩充矩阵y xy 2 Y 1 0 y endmovie M 5 帧播放 2 while循环将循环体中语句循环执行直到条件不成立为止 语法 while条件表达式可执行语句end 条件表达式一般由变量 数字 逻辑运算 关系运算符和一般运算符组成 以判断循环的进行和停止 只要表达式的值 逻辑值 结果为正确 非0 循环继续 直到表达式值为0 循环停止 程序设计中的循环控制 例2 53n 1问题 n input inputn 输入数据whilen 1r rem n 2 求n 2的余数ifr 0n n 2 第一种操作elsen 3 n 1 第二种操作endend 对任一自然数n 按如下法则进行运算 若n为偶数 则将n除2 若n为奇数 则将n乘3加1 将运算结果按上面法则继续运算 重复若干次后结果最终是1 n 5 16 8 4 2 1 程序设计中的流程控制 3 continue命令 通常用于for或while循环语句中 与if语句一起使用 跳过本次循环 去执行下一轮循环4 break命令通常用于for或while循环语句中 与if语句一起使用 中止本次循环 跳出最内层循环If条件表达式 break end5 error message 显示文本message 并中断程序执行If条件表达式 error message end 程序设计中的流程控制 如果一个正整数n只能被1和它自身整除 则称这个数为素数 或质数 例如 2 3 5 7 11 例2 6用试商法判别素数n input inputn fork 2 n 1ifmod n k 0 break end 中止循环endifk n 1disp 不是素数 elsedisp 是素数 end 程序设计中的流程控制 例2 7海伦公式 其中 p a b c 2 其中 a b c分别为三条边长 heroinputa 3inputb 4inputc 8 Errorusing hero输入错误 三角形两边之和大于第三边 ifa b c a c b b c aerror 输入错误 三角形两边之和大于第三边 end function返回变量列表 函数名 输入变量列表 注解说明输入变量检测 输出变量检测函数体 函数文件的编写 functionY young n ifnargin 0 n 3 endY eye n Y 1 ones n 1 fork 3 nY k 2 k 1 Y k 1 1 k 2 Y k 1 2 k 1 end 例2 8杨辉三角形 红 绿两队从相距100公里的地点同时出发相向行军红队速度为10 公里 小时 绿队速度为8 公里 小时 开始时 通讯员骑摩托从红队出发为行进中的两队传递消息 摩托车的速度为60 公里 小时 往返于两队之间 每遇一队 立即折回驶向另一队 当两队距离小于0 2公里时 摩托车停止 计算通讯员驾驶摩托车跑了多少趟 从一队驶向另一队为一趟 例2 8摩托车问题 将红队 绿队和摩托车假设为A B C三个点 A点初始位置A 0 速度va 10 运动向右 B点初始位置B 100 速度vb 8 运动向左 C点初始位置C 0 速度vc 60 f 1表示运动方向 当C向右运动时 C B相遇时间 tk B A 8 60 当C向左运动时 A C相遇时间 tk B A 60 10 利用相遇时间tk 及时计算A B的最新位置当 B A 0 2时程序结束 相遇问题的数学模型 while B A 0 2iff 1tk B A vb vc elsetk B A vc va endA A va tk B B vb tk plot A 0 R B 0 g pause 1 f