matlab--M文件的建立与调试PPT课件

1 第二章基本语法 2 1变量与赋值2 2矩阵的初等运算2 3元素群运算2 4逻辑判断及流程控制2 5基本绘图方法2 6M文件及程序调试 2 一 M文件简介 2 6M文件及程序调试 用户如想灵活应用matlab去解决实际问题 充分调用matlab的科学技术资源 就需要编辑m文件包含matlab语言代码的文件称为m文件 其扩展名为m 编辑m文件可使用各种文本编辑器 3 Matlab有两种工作方式 1 交互式命令行操作方式2 M文件的编程工作方式 1 交互式命令行操作方式通常matlab以指令驱动模式工作 即在matlab窗口下当用户输入单行指令时 matlab立即处理这条指令 并显示结果 这就是matlab命令行方式 被当作 数学演算纸和图形显示器 来使用 命令行操作时 matlab窗口一般只允许一次执行一行上的一个或几个语句 4 例如 x1 0 10 x1 012345678910如 x1 0 10 x2 0 3 11 x3 11 5 3 0 x1 012345678910 x2 0369x3 11 50008 50005 50002 5000 5 在matlab窗口输入数据和命令进行计算时 当处理复杂问题和大量数据时是不方便的 因此应编辑m文件 命令行方式程序可读性差 而且不能存储 对于复杂的问题 应编写成能存储的程序文件 6 2 M文件的编程工作方式在M文件的编程工作方式 Matlab可以像其他高级计算机语言一样进行程序设计 即编制一种以 m为扩展名的Matlab程序 简称M文件 7 二 M文件的建立 具体的创建方法 在matlab命令窗口点击file菜单new m file 8 2 工具栏的新建按钮 9 三 m文件的分类可以存取的M文件 称命令文件 程序文件 脚本文件 可调用M文件 称函数 function 文件 1 程序文件以 m格式进行存取 包含一连串的MATLAB指令和必要的注解 与在命令窗口逐行执行文件中的所有指令 其结果是一样的 没有输入输出参数 程序运行时只需在命令窗口中键入其名称即可 10 1 用clear closeall等语句开始 清除工作空间原有的变量与图形 以避免其它已执行的程序残留数据对本程序的影响 2 前几行通常是对此程序的说明 这些注释行必须以 开始 以便计算机执行时不予理会 注释部分 3 程序的主体如果程序中有全局变量 即在主程序与主程序中共有的变量 应在程序中的起始部分注明 语句为 global变量名 4 整个程序按Matlab标示符的要求其文件名 并加上 m后缀 主要特征 11 西安电子科技大学出版社出版陈怀琛编著1999年10月初版 2004年11月第二版 求fibonacci数的程序clcclearcloseallR input 输入fibonacci数的最大范围R f 11 i 1 whilef i f i 1 Rf i 2 f i f i 1 i i 1 endfplot f 注意 程序中的变量保存在工作空间中 两大部分 注释部分 程序部分 12 求素数的程序clearcloseallclcN input 输入素数的最大范围N x 2 N 列出从2 N的全部自然数foru 2 sqrt N 依次取出除数 最大到N的平方根 n find rem x u 0 去掉该数endx 显示结果 13 2 函数文件 1 函数定义行 关键字function function out1 out2 filename in1 in2 输入和输出 返回 的参数个数分别由nargin和nargout两个MATLAB保留的变量来给出 2 函数体说明及有关注解以 开头 用以说明函数的作用及有关内容如果不希望显示某段信息 可在它的前面加空行 3 函数体语句函数体内使用的除返回和输入变量这些在function语句中直接引用的变量以外的所有变量都是局部变量 即在该函数返回之后 这些变量会自动在MATLAB的工作空间中清除掉 如果希望这些中间变量成为在整个程序中都起作用的变量 则可以将它们设置为全局变量 14 functiony mean x Mean求平均值 返回x向量所有元素的平均值 对于矩阵 返回各列平均值的行向量 m n size x ifm 1m nendy sum x m 例如 变量不在工作空间里 15 matlab用户可以根据需要编辑自己的m文件 它们可以像库函数一样方便的调用 从而极大地扩展了matlab的能力对于某一类特殊问题 如创建了许多m函数文件 则可形成新的工具箱 这种用matlab语言创建定义新的matlab函数的功能 正体现了matlab语言强大的扩展功能 内置函数 16 函数m文件的格式 function返回变量 函数名 输入变量 注释说明语句段程序语句段特定规则 函数m文件第一行必须以单词function作为引导词 必须遵循如下形式 function 变量1 变量2 函数名 变量1 变量2 m文件的文件名必须是 m 程序中的变量 输出除外 均为局部变量 不保存在工作空间中 其变量只在函数运行期间有效 17 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 并且 除了函数返回值 该函数不改变工作区中其他变量的值 然而脚本文件没有独立的工作区 当通过命令窗口调用脚本文件时 脚本文件分享主工作区 当函数调用脚本文件时 脚本文件分享主调函数的工作区 需要注意的是 如果脚本中改变了工作区中变量的值 则在脚本文件调用结束后 该变量的值发生改变 在函数中 变量默认为局部变量 18 全局变量 局部变量只在一个工作区内有效 无论是函数工作区还是MATLAB主工作区 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如果一个M文件中包含的子函数需要访问全局变量 则需在子函数中声明该变量 如果需要在命令行中访问该变量 则需在命令行中声明该变量 19 例 全局变量应用示例 先建立函数文件wadd m 该函数将输入的参数加权相加 functionf wadd x y addtwovariableglobalALPHABETAf ALPHA x BETA y 在命令窗口中输入 globalALPHABETAALPHA 1 BETA 2 s wadd 1 2 输出为 s 5 20 function x d root1 a b c a input a pause 5 b input b A pressanykeytocontinue disp A pause c input c d b b 4 a c disp A pausex b sqrt d 2 a b sqrt d 2 a 21 functionfout charray a b c ifnargin 1fout a elseifnargin 2fout a b elseifnargin 3fout a b c 2 end 22 四 人机交互命令 echo指令 用来控制m文件在执行过程中是否显示echoon 打开所有命令文件的显示方式echooff 关闭所有命令文件的显示方式 求素数的程序N input 输入素数的最大范围N x 2 N echoon 在命令窗口中显示执行程序 列出从2 N的全部自然数foru 2 sqrt N 依次取出除数 最大到N的平方根 n find rem x u 0 去掉该数endechooff 在命令窗口中不显示执行程序x 显示结果 23 pause 暂停 等待用户响应调用格式 pause 延迟秒数 注 如果省略延迟时间 直接使用pause 则将暂停程序 直到用户按任一键后程序继续执行 若要强行中止程序的运行可使用Ctrl C命令 24 a input a pause 5 b input b A pressanykeytocontinue disp A pausec input c d b b 4 a c disp A pausex b sqrt d 2 a b sqrt d 2 a 25 keyboard 当keyboard在m文件中出现时 它停止文件的执行并控制键盘 用于修改程序 a input a pause 2 b input b A pressanykeytocontinue disp A pausec input c keyboardd b b 4 a c disp A pausex b sqrt d 2 a b sqrt d 2 a 26 五 程序的调试 1 matlab的命令文件是比较容易调试的 因为Matlab的查错能力很强 再加上工作空间变量的保存和显示 不需要专门的调试命令 就可以调试 2 需要调试的主要是函数文件