第二章 MATLAB程序设计基础

信控学院电子教研室mashang21cn 1 第二章MATLAB程序设计基础 matlab的工作方式 交互式 M文件方式 M文件的作用 在commandwindow中输入已编辑保存的M文件名或函数 则自动搜索该文件 找到则按规定的计算任务以解释的方式逐一执行语句 信控学院电子教研室mashang21cn 2 2 1M文件的创建创建M文件 信控学院电子教研室mashang21cn 3 2 2非函数文件 命令文件 一般来说 命令文件用于把很多需要在命令窗口输入的命令放在一起 以便于修改 由于命令文件没有输入和输出参数 只是一些命令行的组合 所以命令文件比函数文件更简单 命令文件可对工作空间中的变量进行操作 也可生成新的变量 即使命令文件运行结束 其运行过程中所产生的变量仍保留在工作空间中 直到关闭matlab或用相关删除命令 例 x 0 pi 100 2 pi y1 cos x y2 sin x plot y1 y2 end 信控学院电子教研室mashang21cn 4 2 3函数文件一 函数文件的格式函数文件一般用于把许多重复的程序段封装起来 使程序更加简洁 例 functiony mymean x 该程序用于计算矢量中元素的平均值 x为输入参数 代表输入的矢量 y为输出参数 代表矢量中元素的平均值 如果输入不是向量 则返回错误信息 m n size x 判断输入是否为矢量if m 1 n 1 m 1 信控学院电子教研室mashang21cn 5 1 函数定义functiony ymean x function y1 y2 FN x1 x2 2 帮助文本3 函数体2 注释二 函数文件参数个数的检查narginnargout确定函数被调用时 输入 输出参数的个数 函数体中可以根据输入参数个数的不同而执行不同的操作 注意 可以用任何编辑器编写m文件当编写函数文件时 其文件名必须与函数名一致 信控学院电子教研室mashang21cn 6 例 functionc testarg a b if nargin 1 c a 2 elseif nargin 2 c a b end 信控学院电子教研室mashang21cn 7 例 用命令文件和函数文件完成相同的任务 求所有小于2000且为2的整数次幂的正整数 A 用命令文件的方式 求小于2000且为2的整数次幂的正整数f 1 2 k 1 whilef k 1000f k 1 f k 2 k k 1 endf k 信控学院电子教研室mashang21cn 8 B 用函数文件的方式实现functionf tt n 求小于任何正整数且为2的整数次幂的正整数 c tt n n可取任意正整数f 1 2 k 1 whilef k n 2f k 1 f k 2 k k 1 endf 信控学院电子教研室mashang21cn 9 2 4 全局变量和局部变量一 什么是全局与局部变量 二 全局变量的定义globalBEGENDExample functions mean1globalk BEG END s sum k 调用如下 globalBEGEND BEG 1 END 10 S1 mean1 信控学院电子教研室mashang21cn 10 例 funcitonall weight add x y addtwovariablewithdifferentweight globalalphabetaall alpha x beta y 在命令窗口内键入 globalalphabetaalpha 1beta 2all weight add 1 1 信控学院电子教研室mashang21cn 11 2 5程序控制流程语句一 循环控制1 for循环调用格式 fort 表达式1 表达式2 表达式3循环体end注意 1 步长可正可负2 内部允许嵌套 for与end必须配对3 在循环体内改变t值不影响循环次数 但对表达式有影响2 若表达式为矩阵则循环列次 信控学院电子教研室mashang21cn 12 例1 forn 1 5例2s 0 form 1 nfori 1 2 99r n m m n s s i endendend例3i 1 3例2forI 1 3例5a 135 268 x I II 2forI aI 2x I Ix I aendendend 信控学院电子教研室mashang21cn 13 while循环语句调用格式while表达式语句体end注意 1 while必须与end成对2 当表达式计算对象为矩阵时 矩阵的所有值均为真时才执行3 循环量在循环体中增减 信控学院电子教研室mashang21cn 14 例1 求级数和s 1 1 2 1 3 1 100s 0n 1 whilen 100s s 1 n n n 1 end例2 找阶乘超过10100的最小数n 2 whileprod 1 n 1 e100n n 1 end 信控学院电子教研室mashang21cn 15 二 条件控制语句1 if条件语句matlab中 if条件语句的功能是 如果满足某个条件则执行一条或一组语句 否则就不执行其内部的语句 或者执行else后面的语句 调用格式如下 ifcondition或 ifcondition1statementstatement1endelseifconditon2或 ifconditionstatement2statement1 elsestatement2endend 信控学院电子教研室mashang21cn 16 注意 1 必须与END配对2 具有优先顺序性3 elseelseif不是必须的2 若表达式为矩阵 则每个元素为真才执行例 ifn 0a 100 elseifn 3a n elsea 0 endend 信控学院电子教研室mashang21cn 17 2 一旦num为其中的某个值或字符串时 就执行所对应的指令 没有对应时 则执行otherwise后的语句 一般switch case语句格式为 switch控制变量 标量或字符串 casen1command1casen2command2 otherwise注意 与END配对commandn并行end 信控学院电子教研室mashang21cn 18 例 Switchinput numcase 1disp Iloveyou case0disp Idon tlikeyou case1disp Ihateyou case2disp mygod otherwisedisp Idon tknowyou end 信控学院电子教研室mashang21cn 19 例 Switchkcase1set gcf color r case2set gcf color w case3set gcf color y otherwiseset gcf color g end 信控学院电子教研室mashang21cn 20 三 转移语句转移语句用来控制程序流向 在必要时中断循环体或函数的执行并进而执行下面的语句 Matlab提供了两种转移语句 break语句和return语句 Break语句 一般出现在循环语句中 它表示跳出循环体 即结束循环 它只能退出包含它的最内层循环 例 eps 1 fornum 1 100eps eps 2 if 1 eps 1eps eps 2break 信控学院电子教研室mashang21cn 21 endendnumreturn语句 用于中断函数的执行 并返回调用它的上级函数 例 functiony test x if x 0 y 0returnendy 1end 信控学院电子教研室mashang21cn 22 2 6子函数函数中再定义函数 函数文件中第一行定义的函数为主函数 调用函数名时 调用主函数 第一行外 其余定义的为子函数 子函数只能被本函数调用 function avg med main function u mainn length u avg mean u n med median u n 信控学院电子教研室mashang21cn 23 functiona aubf1 v n sub1a sum v n functionm subf2 v n sub2w sort v ifrem n 2 1m w n 1 2 elsem w n 2 w n 2 1 2 end 信控学院电子教研室mashang21cn 24 2 7交互式程序设计一 常用命令1 echo 显示命令2 input 执行过程中输入一行信息Example n input pleaseinputn 2 n input string input string s 将字符串string显示出来 等待用户输入一个字符 并将这个字符串作为函数的返回值 也可在调用的同时将返回值赋给一个变量 信控学院电子教研室mashang21cn 25 例 编写ask m文件a input pleaseinputanumber forj 1 ax j j j endxy input pleaseinputastring s y 信控学院电子教研室mashang21cn 26 3 Pause pause是matlab提供的暂停语句 其功能是在程序执行过程中实现暂停 增加程序的交互性 其使用方法如下 pause暂停 并等待用户敲任意键继续pause n 暂停n秒pauseoff这个语句后所有暂停语句无效pauseon这个语句后暂停语句有效 信控学院电子教研室mashang21cn 27 2 keyboard可等待输入多行命令 并将键盘输入作为底稿文件处理 例 functiony user x keyboard调用 userk k x 0 0 01 1 k plot x user x k y x 3 k return 信控学院电子教研室mashang21cn 28 二 生成选择菜单menu函数可生成一个选择式的菜单 使用户能够选择输入 其调用格式为 k menu menuname s1 s2 si 其中k返回调用值 si为字符串 菜单项 最多为 项 例 while1k menu chooseacolor red blue close ifk 1x red elseifk 2x blue elseifk 3breakendend 信控学院电子教研室mashang21cn 29 三 建立按钮式演示菜单Choices函数可以创建一个窗口 由其控制界面及其所对应的功能生成一个演示菜单 调用方法如下 choices name header buttonlabels callbacks 例 header EasyExample labels str2mat Choice1 Choice2 Choice3 callbacks str2mat image magic 1 image magic 2 image magic 3 choices EXAMPLE header labels callbacks 信控学院电子教研室mashang21cn 30 2 8字符串求值一 evalfeval字符串内容为matlab表达式 用eval求表达式值 例 t 1 I j 1 forI 1 nforj 1 na I j eval t endend 信控学院电子教研室mashang21cn 31 feval用于执行字符串代表的文件或函数例 fun sin cos log k input choosefunctionnumber x input entervalue feval fun k x 例 forI 1 10eval p int2str I I 2 end 信控学院电子教研室mashang21cn 32 二 命令函数的重载loadtt dathelpmagictyperank与load tt dat help magic type rank 完全一样 信控学院电子教研室mashang21cn 33 2 9错误和警告信息1 eval与lasterreval 字符1 字符串2 若1运行出错 才运行2lasterr 给出一个包含最后一次错误信息的字符串 例如 functionc catch a b l lasterr j findstr l matrixdimensions if isempty j m n size a p q size b 信控学院电子教研室mashang21cn 34 if n q b n 1 p elseif np a p 1 m