第4章 程序流程控制.doc

第4章 程序流程控制4.1 概述程序表达式的运算顺序有4种结构控制命令:while、if、for和switch。每当这些命令出现时，在程序中的稍后部分都必须要跟一个end语句。只有当所有条件满足时，控制结构命令与end命令之间的语句才会被执行。每一种控制结构命令可以随意相互之间嵌套或自身嵌套，称为嵌套结构。控制结构通常把关系运算或逻辑运算的结果作为判定条件。当条件满足时，控制语句将程序转向特定部分执行相应的语句。MATLAB的部分关系运算符和逻辑运算符如下表：部分关系运算符及逻辑运算符条件 数学符号 MATLAB符号 关系运算符 等于 = = = 不等于 = 小于 小于等于 =逻辑运算符 与 AND & 或 OR | 非 NOT 4.2 程序流程控制4.2.1 while 循环while循环无限次执行一条或多条语句，当条件满足时停止循环，其语法为： while 条件 语句 end其中，定义“条件”的表达式中可包含由“语句”计算得出的一个或多个变量。例1: 正确输入数据编一程序,要求用户连续输入1到8之间的数,若所输入的数值超出范围,则程序终止。MATLAB程序如下：nfnum=0；while(nfnum8) nfnum=input(Enter a number from 1 to 8:)；end例：级数收敛性判定计算并显示级数Sn的项数N , Sn如下:当收敛到终值的0.01%以内时,项数N为多少。MATLAB程序如下： eries=1;k=2;exact=pi2/6；while abs(series-exact)/exact)=1e-4 series=series+1/k2； k=k+1；enddisp(# terms=,num2str(k-1)4.2.2 if语句if语句的常见形式如下: if 条件#1 表达式#1elseif 条件#2 表达式#2else 表达式#3end 例4.3 疲劳强度计算根据给定的校正系数计算金属的疲劳强度。因素 范围 校正系数受力方式 弯曲 Cload=1 轴向 Cload=0.70尺寸 d8 mm Csize=1 8d250 mm Csize=1.189d-0.097温度 T450OC Ctemp=1 450TOC Ctemp=1-0.0032(T-840)判断这些因素的程序如下：if lode=bending cload=1；else cload=0.7；endif d=8 csize=1；else csize=1.189*d(-0.097)；endif tempn)这里a是由用户指定的一个值。本例中a=4，向量g=4,4,7,10,-6,42,1,0。程序如下：learg=4 4 7 10 -6 42 1 0;a=4；k=0；indx= % 给indx 赋空for n=1:length(g)if g(n)aindx=indx n；endenddisp(Element loacations for g(n),num2str(a),:,num2str(indx)执行上述程序后，MATLAB命令窗口显示：Element locations for g(n)4:3 4 6例4.6 cumsum函数的实现给定任意长度的向量c,用程序实现: Csum=cumsum(c)用向量c=4 4 7 10 -6 42 1 0来检验该程序。程序如下： clearc=4 4 7 10 -6 42 1 0；Csum(1)=c(1)；for k=2:length(c) Csum=Csum Csum(k-1)+c(k)； % 或 Csum(k)=Csum(k-1)+c(k)；end disp(Cumsum of c=,num2str(Csum)执行上述程序后，MATLAB命令窗口显示：Comsum of c=4 8 15 19 61 62 62例7：diag函数的实现给定，程序第一步实现： 第二步实现： 这里v是第一步得到的结果。用矩阵检验程序，并假设不使用冒号和zeros函数。程序如下：b=magic(4)；r,c=size(b)；for k=1:r v(k)=b(k,k)；enddisp(Diagonal elements of b=)disp(num2str(v)for n=1:r for m=1:r if n=m d(n,m)=v(n)；end endenddisp(Diagonal matrix d=)disp(num2str(d)4.2.4 for循环或while循环的提前终止break函数可实现for循环或while循环的提前终止。若break函数嵌套于for循环或while循环的内部，则返回到上一级的for循环或while循环。考虑下列程序段： for j=1:14 b=1 while b25 if ntolerance if s1=sign(cos(a*(x+dx) dx=dx/2； else x=x+dx； end end route(m)=x； dx=increment； x=1.05*x；enddisp(route) 练习4.1 编写程序完成逻辑运算,即给定任意长度的向量h ,判定其元素值大于a和小于b时的结果是否为1，并将结果用向量v表示出来。设h=1,3,6,-7,-45,12,17,9,a=3，b=13，检验所设计的程序。答案：v=0,0,1,0,0,1,0,1。 4.2 估计由下式描述的n个采样值xj的方差:这是平均值。方差由var决定。编写计算n1，x=45,38,47,41,35,43时样本方差的程序。答案：24.5000,22.3333,16.2500,24.2000,19.9000. 4.3 给定a 0,假设任意初值xO 0,下面的关系式将限定数a在容限tO以内:其中xn+1a(当xO 7时，在|xn-xn+1|10-6条件下确定a在(a) xO=3 和(b) xO=100时，计算将重复多少次。第一次重复是确定x1 。提示：上述关系式不是n的显式函数。这里下标n标明下一值xn+1是当前值xn的函数。因此，每次循环后新旧值都被保存，n纪录循环次数。4.4 考虑下式：对xO =0,编写两段程序求n =0,5,10,200时xn的值。第一段程序采用for循环结构；第二段程序采用while循环结构。