第二节 MATLAB程序设计.ppt

第2节称为MATLAB程序设计、1M文件2程序控制结构3函数文件4程序示例5程序调试、1M文件1.1M文件概要、用MATLAB语言写的程序、m文件。 根据调用方式的不同，m文件可以分为1、命令文件(也称为脚本文件) (ScriptFile)2和函数文件(FunctionFile )两种。 “命令文件”(ScriptFile):命令简单罗列，使用主窗口变量，输出也存储在主窗口的相应内存中。 函数文件：除了命令列表外，还具有参数的输入输出操作，并具有固定形式。 1、首先创建命令文件，用文件名f2c.m保存。 清除； 清除%工作区变量f=input (华氏温度f=)； 如果您输入c=5*(f-32)/92，并在MATLAB命令窗口中输入f2c，则将创建一个命令文件，其中f2c中输入华氏f=73c=22.7778，并将华氏f转换为摄氏c。 创建和打开1.2M文件，创建1.2.1 .新的m文件启动MATLAB文本编辑器以创建新的m文件，(1)菜单操作：从File菜单中选择New菜单项，然后选择M-file命令(2)命令操作：在MATLAB命令窗口中输入命令edit后，MATLAB文本编辑器将启动。 m文件是可以通过任何编辑程序创建和编辑的文本文件。 (3)指令按钮操作：点击MATLAB主窗口工具栏的NewM-File指令按钮。 1.2.2打开现有的m文件和打开现有的m文件有以下三种方法： (1)菜单操作：从File菜单中选择Open命令后，显示Open对话框，在对话框中选择要打开的m文件。 (2)命令操作。 在MATLAB命令窗口中输入命令：输入edit文件名可打开指定的m文件。 (3)命令按钮操作。 单击主窗口工具栏上的OpenFile命令按钮，然后在弹出对话框中选择要打开的m文件。 此外，第二程序控制结构2.1序列结构一般结构2.1.1 .数据的输入若从键盘输入数据，则能够使用input函数实现，该函数的调用形式中存在变量=input (提示信息，可选)的提示信息是如果在调用input函数时使用s选项，用户可以输入字符串，如果省略，则无法识别字符串。 例如，要输入一个人的名字，请输入XM=input (whats this，s； 2.1.2 .数据的输出，MATLAB提供的指令窗口输出函数主要是disp函数，其调用形式为disp (输出项1、输出项2、)，输出项可以是字符串也可以是矩阵。 然后，输入例子2-x和2-y的值，并且替换这些值并输出。 程序如下： x=input(Inputxplease.)； y=input(Inputyplease.)； z=x； x=y； y=z； 求出disp(x) disp(y )，例3一次二次方程式ax2 bx c=0的根。 程序是a=input(a=？ )； b=输入(b=？ )； c=输入(c=？ )； d=b*b-4*a*c； x=(-b sqrt(d)/(2*a )，(-b-sqrt(d)/(2*a)； disp(x1=，num2str(x(1) )，x2=，num2str(x(1) ) )； a=？ 3b=？ 6c=？ 9x1=-1 1.4142i，x2=-1-1.4142i函数num2str ()将数值转换为字符串。 2.1.3 .程序暂停、1、暂停的执行可以使用暂停命令。 其调用形式为pause (延迟秒数)或pause(3)，如果省略延迟时间，则程序将暂停，直到用户按下任意键为止。 2、keyboard指令不调用自变量，每次该指令出现，用户都获得操作权，程序暂停的同时，命令提示符变为k，用户可以输入执行其他指令。 如果您想继续运行程序，请输入return，然后按enter。 3 .要强制中止程序的执行，请使用Ctrl break操作。 选择2.2结构，1.if语句为MATLAB，if语句有三种形式。 (1)单分支if文件：例如： if条件ifa、=、以下30个文件组1b=a-3； elseelse语句组2b=a 3； 如果endend条件成立，则执行语句组1，否则执行语句组2，执行语句组1或语句组2后，执行if语句的后续语句。程序必须输入x=input的值： ) ifx=1y=10； elseif(x-1)end，例5 :段函数，switch语句根据表达式的处理方法，执行不同的语句，该语句的形式如下：(但是，break不能相加) switch式case式case式1语句组1case式2 2.switch语句price200无折扣200 881ce5003 %折扣500 881ce10005 %折扣1000 881ce25008 %折扣2500price fix (-0.9-0.11.11.5 ) ans=。 他沿负无限方向取得floor ()，单元阵列：允许保管，并操作各种种类、不同大小的数据。 a=rand (2，2 ) b=rand (3，3 ) c=good； D=0； x (1，1 )= a ； x (1，2 )= b ； x (2，1 )= c ； x (2，2 )= d cell disp (x (1，1 ) ) ans 1=0. 95010.60680.23110.4860，2.3循环结构，1.for语句for语句的形式为for循环变量=式1:式2:式3循环体语句如果步骤为1，则可以省略表达式2。 form=100:999 m1=fix (m/100 ) % m求百位数m2=rem(fix(m/10 )，10) %m求十位数m3=rem(m，10) %m求百位数IFM=m1* m1* m2* m2* m 3 输出所有水仙花的数量。 程序可以是rem (4，3 ) ans=1rem (5，3 ) ans=2rem (6，3 ) ans=0，程序可以是y=0 n=100； 已知fori=13360 ny=y1/(2* I-1 )结束，在例3-9中，当n=100时，求出y的值。 在实际的MATLAB编程中，因为采用循环语句会降低执行速度，所以前面的程序通常被以下程序替换：n=100； i=1:2:2*n-1； y=sum(1./i )、for语句的更常见的形式是，for循环变量=行列式循环语句end执行过程将矩阵的各列元素按顺序分配给循环变量，并执行循环语句，直到处理各列元素为止。 例10写出以下步骤的执行结果。 s=0； a=12、13、14； 十五、十六、十七； 十八、十九、二十； 二十一、二十二、二十三)； fork=as=s k； enddisp(s )、2.while语句、while语句的一般形式是这样的过程，while (条件)循环体语句end在条件成立时执行循环体语句，执行后判断条件是否成立，如果不成立则退出循环。 sum=0； %和cnt=0； %输入的数值的个数val=input (enteranumber (endif0) : ) while (val=0) sum=sum val； cnt=cnt 1； 从val=input (enteranumber (endif0) : ) endif 3.break和continue语句、与循环结构相关的语句、break和continue语句。 通常在if语句中使用这些。 然后break语句结束循环的执行。 在循环中执行语句时，程序跳过循环，继续执行循环语句中的下一个语句。 continue语句控制循环体的某些语句的跳过。 在循环中执行此语句时，程序将跳过循环中的所有剩馀语句，并继续下一个循环。 forn=100:200ifrem(n，21)=0continueendbreakendn，例12求出在 100，200 之间首先能被21除尽的整数。 form=1:500s=0； fork=1:m/2ifrem(m，k)=0s=s k； endendifm=sdisp(m) endend，4 .如果环的嵌套环结构的环体包含环结构，则称为环的嵌套或多环结构。 如果例子131中的数等于该真系数之和，那么该数被称为完全数，例如，因为6=123，6是完全数。 求500之间的所有完全数。3函数文件(用户定义函数)、3.1函数文件的基本结构、函数文件是用function语句导出的，其基本结构是用function输出形式参照表=函数名称(输入形式参照表) %注释说明部分函数体句1，以function开始的行导出的，其m文件是函数另外，保存的文件名与函数名称相同。 2 .函数名称的命名规则与变量名称相同。3 .输入型参数是函数的输入参数，输出型参数是函数的输出参数。 如果有多个输出表单，请用括号括起来。 创建示例14函数文件，求出半径为r的圆的面积和周长。子函数、1、一个函数文件中定义的其他函数是当前函数文件的子函数，通常只能在当前函数文件中调用。 2 .基本配置：在函数文件fun1.m中，函数y=fun1(x 1，x2)y=fun2(x1，x2) fun2(a，b)y=fun3(a，b ) fun4(e )， f )中的每一个子函数可以彼此调用y=e f，其中函数y=fun3(c，d)y=fun4(c，d )， d )，例15 :麦草帽子函数的描绘，3.2函数调用，函数调用的一般形式，输出实际参数表=函数名称(输入实际参数表)注意：1，输入参数用()输入输出参数用输入2，函数调用时出现各实际参数不一致就会出错。 3 .当函数被调用时，将实际参数传递给适当形式的参数，以实现参数的传递，然后执行函数的功能。s，p=FCR cle (5) s=78.5398 p=31.4159 me，在示例16函数的递归调用中，选择求n。 n！ 它本身是以递归的形式定义的。 显然，求n！ 要求(n-1 )！ 的双曲馀弦值。 在函数调用时，递归调用函数文件factor.m中的YY=720，其中function f=factor (n ) IFN factor (5) ans=120 y=factor (6)，3.3函数参数的可调整性为MATLAB 如果函数文件中包含这两个变量，就可以准确地知道调用该函数文件时的输入输出参数的数量，来确定该函数将如何处理。 函数阵列(a，b，c)ifnargin=1fout=a； elseifnargin=2fout=a b； elseifnargin=3fout=(a*b*c)/2； end，示例17nargin使用示例。 函数文件charray.m :y=ch array (2) y=2y=ch array (2，3 ) y=5y=ch array (2，3，4 ) y=12，示例18全局变量应用示例。 定义两个函数functiony=g1(m，n )全局mnm=m的N=n； y=G2 (1，1 )，3.4全局变量和局部变量由global命令定义，格式为：global变量名称，functiony=g2(a，b)globalMNy=a*M b*N； 呼叫： G1 (2，5 ) ans=7，3.4程序示例，示例19推测。 首先，计算机生成 1，100 之间的均匀分布的随机整数，然后推测用户生成的随机数。 根据用户的推测，在推测的数量比发生的数量多的情况下显示“高”，在小于的情况下显示“低”，在相等的情况下显示“Youwin”，结束。 用户最多可以推测7次。 提示：随机数生成命令rand，答案：函数y=playn=0； m=ceil(100*rand) ifm=0m=1； 结束时间显示(high)； AAAAAK=2 * abb 2*3* a * b； y=myfun(fun，4，5 ) y=93，4程序调试4.1程序调试的概要通常有两种应用程序错误：语法错误和运行时错误。 语法错误包括字句和语法错误，如函数名称的拼写错误、表达式的书写错误等。 程序执行时的错误是指程序的执行结果中有错误，这种错误也称为程序逻辑错误。4.2调试器、1 .调试此菜单项用于调试程序，必须与Breakpoints菜单项一起使用。 2.Breakpoints有6个菜单命令，前两个是以程序设定中断点并清除的，因此，最后四个是设定停止条件，暂时停止m文件的执行，给用户检查局部变量的机会，在m文件中指定的例如，求出素数，矩阵参数运算，n=rank(A)n是矩阵a的秩x=det(A)x是由矩阵a的行列式x=size(A)x是两个元素构成的行向量，行和列数x=length(v)x是向量v的长度x=trace(A)x )。 x是向量或矩阵a范数，矩阵运算A=magic(n)A是nn的魔方矩阵A=diag(v )向量v的各元素为对角线的由矩阵v