matlab程序设计基础PPT

1,2,3,4,和其他语言一样，MATLAB的程序结构也不外三种：顺序结构、分支结构和循环结构。,5、程序结构和流程控制,5.1顺序结构,顺序结构即指顺序往下执行的程序语句结构，其实也就是一组复合的表达式。在MATLAB中，表达式之间可以用分号、逗号或换行来分隔。如前例的函数文件summ.m和命令文件use.m均为顺序结构。,5.2分支结构,1、MATLAB的分支结构,5,2、分支结构的语句形式及实例,分支结构就是由逻辑判断决定程序执行流转方向的一种结构。现有if.else.end和switch.case.end两种形式。,第一类分支结构采用的语句形式有3种：,if表达式语句组1end,if表达式语句组1else语句组2end,if表达式A语句组1elseif表达式B语句组2else语句组3end,注意：除直接应用上述三种形式外，第3种结构可扩展，if还可以嵌套。,6,举例：例5.1输入数n，判断其奇偶性。程序式书写法：*n=input(n=);ifrem(n,2)=0A=evenelseA=oddend,更完善的程序式书写法：n=input(n=);ifisempty(n)=1A=emptyelseifrem(n,2)=0A=evenelseA=oddend,命令行书写法：n=input(n=);ifisempty(n)=1A=empty,elseifrem(n,2)=0;A=even,else,A=odd,end,7,例5.2写程序，判断某一年是否闰年*。,C语言程序：main()intyear,leap;scanf(“%d”,MATLAB程序：year=input(year=);ifrem(year,4)=0ifrem(year,100)=0ifrem(year,400)=0leap=1;elseleap=0;endelseleap=1;endelseleap=0;endifleapdisplay(isaleapyear)elsedisplay(isnotaleapyear)end,8,switch表达式case值1语句组1case值2语句组2otherwise语句组n,第二类分支结构采用的语句形式如下：,注意：switch后的表达式的结果值，通常为标量或字符串。,9,举例：例5.3用switch语句改写例3.1。,程序式书写法：n=input(n=);switchmod(n,2)*case1A=奇case0A=偶otherwiseA=空end,10,例5.4给出一百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E。90分以上为A，8089分为B，7079分为C，6069分为D，60分以下为E。,C语言程序：main()intscore,g;scanf(“%d”,MATLAB程序：score=input(score=);g=round(score/10-0.5);ifg=10display(A)elseswitchgcase9，display(A)case8，display(B)case7，display(C)case6，display(D)otherwisedisplay(E)endend,11,1、MATLAB的循环结构循环结构就是执行重复运算的一段程序。MATLAB的循环语句有for.end和while.end两种形式。2、循环结构的语句形式及实例,5.3循环结构,For循环结构的语句形式：,for变量=初值:增量:终值语句组end,注意：for还可以嵌套。,12,举例：例5.5列出构成Hilbert矩阵的程序。clear,closeallformatrat,n=input(n=),fori=1:nforj=1:nh(i,j)=1/(i+j-1);endendh,13,例5.6求100200间的全部素数*。,C语言程序：#includemain()intm,k,i,n=0;for(m=101;m=k+1)printf(“%d”,m);n=n+1;,MATLAB程序：n=0;x=1:21;form=101:2:200k=round(sqrt(m+1)-0.5);fori=2:kifrem(m,i)=0break,endj=i+1;ifj=k+1n=n+1;x(n)=m;endendendx,14,While循环结构的语句形式：,while表达式语句组end,注意：while语句中的表达式通常为关系表达式或逻辑表达式。,举例：例5.7求如下级数的和：1+1/2+1/3+1/4+1/100。s=0;n=1;whilen1e-6)pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;pi=pi*4;printf(“pi=%10.6fn”,pi);,MATLAB程序：t=1;pi=0;n=1;s=1;whileabs(t)1e-6pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;endpi=4*pi,16,匿名函数可以接受多个输入输出参数。创建匿名函数的格式：fhandle=(arglist)expr其中：“expr”通常是一个简单的MATLAB变量表达式，实现函数的功能；“arglist”是参数列表；“”是MATLAB中创建函数句柄的操作符.,匿名函数实例：myfhd1=(x)(x+x.2)myfhd1(2)ans=6myfhd2=(x,y)(sin(x)+cos(y)myfhd2(pi/2,pi/6)ans=1.8660,每一个M文件第一行定义的文件就是M文件主函数，一个M文件只能包含一个主函数，通常将M文件名和M文件主函数名设为一致。,在一个函数内部可以定义一个或多个函数，这种定义在其他函数内部的函数被成为嵌套函数。,嵌套函数的书写语法格式如下：functionx=A(p1,p2)functiony=B(p3)endend,嵌套函数的互相调用需要注意和嵌套的层次密切相关，例：functionA(x,y)%外层函数A（例如主函数）B(x,y);D(y);functionB(x,y)%A的嵌套函数（B的父函数为A）C(x);D(y);functionC(x)%B的嵌套函数（C的父函数为B）D(x);endend,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,实例1matlab神经网络工具箱,41,1.1网络数据对象的建立,net=newff(xm,xM,h1,hk,f1,fk);xm,xM分别为列向量(行数为变量个数)，分别存储每个变量的最小值和最大值。h1,hk表示网络各层的节点数,一共有k层.f1,fk表示各层使用的传输函数，默认为tansig，即Sigmoid函数。还可使用函数purelin，即f(x)=x。其它可看matlab帮助:helpnewff,42,1.2网络数据对象net的属性,net.IW：来自输入层的加权矩阵。BP网络只用net.IW1,表示各个输入变量对第1层各节点的加权矩阵。net.LW：来自中间层的加权向量。BP网络用net.IW2,1表示第1隐层个节点向下一层个节点的加权矩阵；net.IW3,2表示第2隐层向下一层的加权矩阵net.b：各层的偏移。Net.b1表示第1隐层个节点的偏移,43,net.trainParam.epochs：最大训练步数。不过当误差准则满足时，即使没达到此步数也停止训练。缺省为100。net.trainParam.goad：网络误差准则，当误差小于此准则时停止训练，缺省为0。net.trainFcn：训练算法。缺省为trainlm，即Levenberg-Marquardt算法。还可使用traingdx，即带动量的梯度下降算法；traincgf，即共轭梯度法。其它可看matlab帮助:help-contents-NeuralNetworkToobox-NetworkObjectReference;help(net.trainFcn),44,1.3网络的训练,net,tr,Y1,E=train(net,X,Y);net是函数newff建立的数据对象。X为n*m的矩阵,n为输入变量个数,m为样本数(即把每个样本是一个列向量)。Y为k*m的矩阵,k为数出变量个数。tr返回训练的跟踪信息,tr.epochs为训练步数,tr.perf为各步目标函数的值。Y1和E返回网络最终的输出和误差。训练结束后可以用plotperf(tr)来绘制目标值随着训练步数变化的曲线。,45,1.4网络的泛化(预测),Y=sim(net,X);net是函数newff建立的数据对象。X为n*m的矩阵,n为输入变量个数,m为样本数(即把每个样本是一个行向量)。Y为k*m的矩阵,k为数出变量个数。,46,2例子:神经网络函数拟合(预测),试构造合适的神经网络模型拟合如下数据点,并预测x=10的值:,47,matlab代码,x=0:0.5:9.5;y=0,0.43,0.69,0.74,0.61,0.36,0.08,-0.17,-0.34,-0.4,-0.35,-0.23,-0.08,0.0