数值计算03-Matlab编程.ppt

基础编程,MATLAB,第三章,编程基础,用Matlab语言编写的程序称为M文件。,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。事实上，Matlab提供的内部函数以及各种工具箱，都是利用Matlab语言开发的M文件。用户也可以结合自己的工作需要，开发自己的程序或工具箱。,M文件,M文件以.m为扩展名。,M文件是一个文本文件，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文件的建立与打开,程序控制结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。,M文件控制流,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。,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,关系操作符能用来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,逻辑运算,逻辑运算符,A456;789;disp(B),数据输出disp,数据的输出：disp,单分支结构,ifexpression（条件）statements（语句组）end,if条件语句,数据输出fprintf,format中还可以使用一些特殊格式，如：,n(换行)t(制表符)b(退格)(反斜杆)%(百分号),数据输出fprintf,fprintf(第%2d次迭代值为：%10.8fn,n,x1),例：,format中的输出格式要与输出变量一一对应,functionout1,out2,=函数名(in1,in2,)%注释说明部分(可选)函数体语句(必须),第一行为引导行，表示该M文件是函数文件函数名的命名规则与变量名相同(必须以字母开头)当输出行参多于一个时，用方括号括起来函数必须是一个单独的M文件函数文件名必须与函数名一致以百分号开始的语句为注释语句,函数文件,函数文件由function语句引导,函数文件举例,myfun.m,functionx1,x2=myfun(a,b,c)temp=sqrt(b2-4*a*c);x1=(-b+temp)/2/a;x2=(-b-temp)/2/a;,函数调用的一般格式,输出实参列表=函数名(输入实参列表),函数调用,子函数,functionavg=fun(x)%主函数n=length(x);avg=mean(x,n);functiona=mean(x,n)%子函数a=sum(x)/n;,M文件的编辑与路径设置,进入MATLAB的Editor/Debugger窗口来编辑程序在编辑环境中，文字的不同颜色显示表明文字的不同属性。绿色：注解；黑色：程序主体；红色：属性值的设定；蓝色：控制流程。在运行程序之前，必须设置好MATLAB的工作路径,程序设计技术,程序出错主要为两类：1)格式错误，如缺（或）等，在运行时可检测出大多数该类错误，并指出错在哪一行。2)算法错误，逻辑上的错误，不易查找，遇到此类错误时需耐心。,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。,顺序结构,M文件控制流,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,ifexpression1（条件1）statements1（语句组1）elseifexpression2（条件2）statements2（语句组2）.elseifexpressionm（条件m）statementsm（语句组m）elsestatements（语句组）end,多分支结构,if条件语句,if表达式1语句体1elseif表达式2语句体2else语句体nend,在执行for-end循环和while-end循环语句时，可以利用“if+break”语句中止循环运算。,当有多个条件时，若条件式1为假，则再判断elseif的条件式2，如果所有条件式都不满足，则执行else的语句体n，然后跳出ifelse-end结构；当条件式为真则执行相应的语句体，否则跳过该语句体。,ifelse-end结构也可以是没有elseif和else的简单结构，但if和end是不可省略且必须配对使用。,编制M函数文件，实现不等长多项式的加法运算。,forvariable=expressionstatement（循环体）end,循环变量,循环结构,whileexpression（条件）statement（循环体）end,for循环,【练习】一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。,例：用循环求解s=0;fori=1:100s=s+i;ends=0;i=1;while(isum(1:100)ans=5050例：用循环求解求最小的m，使得s=0;m=0;while(stic,s=0;fori=1:100000,s=s+1/2i+1/3i;end;tocelapsed_time=1.1820tic,i=1:100000;s=sum(1./2.i+1./3.i);toc向量化所需时间少elapsed_time=0.3010i=1:10;s=1./2.i+1./3.i,ss=sum(1./2.i+1./3.i)s=0.83330.36110.16200.07480.03540.01700.00830.00410.00200.0010ss=1.4990,循环语句可以嵌套使用,while循环,whileexpression（条件）statement（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。,while循环举例,【例】Fibonacci数组的元素满足Fibonacci规则：且。现要求该数组中第一个大于10000的元素。,a(1)=1;a(2)=1;i=3;a(i)=a(i-1)+a(i-2);whilea(i)s=0;fori=1:10000s=s+i;ifs10000,break;endendii=141,return语句,functionoutput=fact(n)ifn=1output=1;return;endoutput=n*fact(n-1);,根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句。,switchexpression（表达式）casevalue1（表达式1）statement1（语句组1）casevalue2（表达式2）statement2（语句组2）.casevaluem（表达式m）statementm（语句组m）otherwisestatement（语句组）end,switch语句,注意case语句中可选多个取值的情况。多个取值用“”表示，括号内的数据用逗号分隔。,实现把y向量每个元素调整为被3整除后的余数后，保存到g向量中。,程序举例,1编制M文件实现分段函数：,（1）用函数文件来实现,1编制M文件实现分段函数：,（2）用程序文件来实现,2.编制程序，判断输入数据的奇偶性。,（1）只考虑输入数字的情况,2.编制程序，判断输入数据的奇偶性。,（2）考虑输入是空格或直接按回车键的情况,5.编制程序，寻找输入数组中的最大数。,4.求任意度数的三角函