matlab编程简明教程.ppt

1 Matlab编程基础 数学实验 数学软件Matlab 2 本讲主要内容 M文件Matlab编程基础 算术运算 关系运算 逻辑运算控制结构 顺序结构 选择结构 循环结构 3 Matlab编程入门 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能力和丰富的绘图功能 同时也可以与C FORTRAN等高级语言一样进行程序设计利用Matlab的程序控制功能 将相关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 Matlab编程简介 4 用Matlab语言编写的程序称为M文件M文件以 m为扩展名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文件分类 根据调用方式的不同 Script 脚本文件 命令文件Function 函数文件 M文件 M文件介绍 可以直接运行的M文件 5 M文件的创建的与编辑M文件是文本文件 可以用任何文本编辑器来建立和编辑 通常使用Matlab自带的M文件编辑器 M文件 6 编程示例 u 0 pi 60 2 pi v 0 pi 60 pi U V meshgrid u v R 3 X R sin V cos U Y R sin V sin U Z R cos V mesh X Y Z axisequal 编程方式 新建一个M文件myprg1 m 内容如下 例 用mesh绘制半径为3的球 命令行方式 u 0 pi 60 2 pi v 0 pi 60 pi U V meshgrid u v R 3 X R sin V cos U Y R sin V sin U Z R cos V mesh X Y Z axisequal 在命令窗口输入myprg1 即可执行该M文件 文件的命名规则与变量相同 7 在命令窗口中输入f2c 即可执行该M文件 例 编写M文件 将华氏温度转化为摄氏温度 脚本文件编程示例 M文件运行所产生的变量都驻留在Matlab当前工作空间百分号是注释符 8 函数文件编程示例 例 编写M文件 求方程的根 a b c自取 在命令窗口中输入gen 1 2 1 即可调用该M文件中的函数gen 注意 1 函数名必须与文件名相同 2 调用时需给出相应的输入参数 9 本讲主要内容 M文件Matlab编程基础 算术运算 关系运算 逻辑运算控制结构 顺序结构 选择结构 循环结构 10 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 关系操作符可以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 11 例 关系运算举例 2 2 4 2 3 A 135 206 B 310 246 A B x 50 42 x 4 12 逻辑运算 逻辑运算符 A B等价于and A B A B等价于or A B A等价于not A 13 逻辑运算表 在Matlab中 0表示 假 非零表示 真 14 all x 如果向量X中所有元素都非零 则返回1 否则返回0 若x为矩阵 则any和all按列运算 返回一个0 1向量 逻辑运算 逻辑运算函数 all any any x 如果向量X中存在非零元素 则返回1 否则返回0 15 一些测试函数 isfinite 5 isinf 5 测试函数 16 运算优先级 高 低 17 本讲主要内容 M文件Matlab编程基础 算术运算 关系运算 逻辑运算控制结构 顺序结构 数据输入输出 input disp fprintf等 选择结构 if语句 switch语句循环结构 for循环 while循环 18 程序控制结构有三种 顺序结构 选择结构和循环结构任何复杂的程序都由这三种基本结构组成 M文件控制流 顺序结构 19 数据的输入 input A input 提示信息 其中提示信息为字符串 该命令要求用户输入A的值 可以是数或字符串 input 20 disp X 输出变量X的值 X可以是数值矩阵或字符串一次只能输出一个变量 B 123 456 789 disp B disp 数据的输出 disp 21 fprintf fprintf fid format variables 数据的格式化输出 fprintf 按指定的格式将变量的值输出到屏幕或指定的文件fid为文件句柄 若缺省 则输出到屏幕上format用来指定数据输出时采用的格式 包含 普通字符串 格式字符串 转义字符 22 fprintf a Hello b 2 4 c 100 pi fprintf a s b f c e n a b c 例 format中的格式字符串要与输出变量一一对应 可以没有输出变量 fprintf TodayisMonday n 例 23 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 24 单分支结构 ifexpr 条件 语句组end if条件语句 ifexpr 条件 语句组1else语句组2end 双分支结构 25 ifexpr1 条件1 语句组1elseifexpr2 条件2 语句组2 elseifexprm 条件m 语句组melse语句组end 多分支结构 if条件语句 26 If编程示例 functiony control n a 20 ifn 0y a 1 elseifn 1y a 1 n elseifn 2y a n elsey a end 27 根据表达式的不同取值 分别执行不同的语句 switchexpr 表达式 casevalue1 表达式1 语句组1casevalue2 表达式2 语句组2 casevaluem 表达式m 语句组motherwise语句组end switch语句 28 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 关于switch语句的几点注解 29 switch编程示例 method input 请输入方法名 switchmethodcase linear bilinear disp Methodislinear case cubic disp Methodiscubic case nearest disp Methodisnearest otherwisedisp Unknownmethod end 30 循环结构是按照给定的条件 重复执行指定的语句 Matlab用于实现循环结构的语句有for语句和while语句 循环结构 31 forvar expr循环体end 循环变量 for循环 clear y 0 n 100 fork 1 ny y 1 2 k 1 end 行向量或矩阵 32 循环语句可以嵌套使用 while循环 whileexpr 条件 循环体end 不能在for循环体内改变循环变量的值 为了提高代码的运行效率 应尽可能提高代码的向量化程度 避免for循环的使用 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 33 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 exp01 m whi