第3章MATLAB程序设计

1、第3章 MatLab程序设计本章学习的主要目的：1. 熟炼掌握MatLab程序设计的顺序、分支和循环结构;2. 熟炼掌握脚本M文件和自定义函数的设计和使用；3.1 M文件的使用3.1.1 M文件的运行操作步骤 1启动MatLab 2 点击菜单File-New-M-file,进入文件编辑窗口 3 在文件编辑窗口输入M文件内容 4 以m为扩展名存盘，注意函数文件的文件名一定和函数名一样。 5 在命令窗口中输入脚本文件名，即可运行脚本M文件，函数文件的使用和内部函数的使用方法一样。3.1.2 变量 变量名是以字母开头，由字母、数字和下划线组成，最多31个字符，区分大小写字母。 注：变量不需要任何类型

2、的说明语句，当输入一个新的变量名时，MatLab会自动建立变量并为其分配内存空间。 MatLab有几个特殊的量： pi 圆周率 ；eps最小浮点数；Inf正无穷大，特指1/0；NaN不定值， 特指0/0； i，j 虚数单位。注 为了防止除以0的运算，可如下处理：如 x=(-3:3)/3;x=x+(x=0)*eps;sin(x)./x3.1.3语句形式 一般赋值语句形式: 变量表达式若变量和“=”省略，则名为ans的变量自动建立；若输入一个语句并以回车结束，则在工作区中显示计算的结果；若语句以“；”结束，则只计算，不显示计算的结果。若表达式太长，可以用续行号将其延续到下一行。一行中可以写几个语句

3、，它们之间用逗号或分号分开。语句注释符为%。3.1.4 控制循环语句1for 循环变量=初值：步长：终值 循环体语句组 end 例1 计算1到10的和脚本文件example1.m s=0; for i=1:10;s=s+i;end; s 在命令窗口输入example1，运行结果：S=55 2while(条件式) 循环体语句组 end 例2 Fibonacci数组的元素满足Fibonacci 规则： ，；且。求出该数组中第一个大于10000的元素。脚本文件 example2.ma(1)=1;a(2)=1;i=2;while a(i)=10000 a(i), break; end;end,i 在命

4、令窗口输入example3，运行结果：ans = 10946i = 21 2 switch-case结构switch 表达式case 表达式1 语句块1case 表达式2 语句块2otherwise语句块nend 例4 学生的成绩管理 脚本文件 example4.mmark=86；n=fix(mark/10)；switch n case 10 Rank=满分 case 9 Rank= 优秀 case 8 Rank= 良好 case 6,7 Rank= 及格 otherwise Rank=不及格 end在命令窗口输入example4，运行结果：Rank = 良好3.1.6 自定义函数 funct

5、ion =() 说明：M-文件的文件名必须是.m。若有多个因变量用括起来。 例5 函数文件randint.mfunction a=randint(m,n) %产生mn随机整数矩阵 a=floor(10*rand(m,n); 使用方法：在工作区直接输入变量名=函数名（自变量组） 在命令窗口输入 x=randint(2,3)后运行结果：x = 9 6 8 2 4 7例6 ，求f(2),f(0.5),f(-1)先建立函数M文件fun.m定义函数f(x),再在MatLab命令窗口中输入fun(2),fun (0.5),fun (-1)。function f=fun(x)if x1 f=x.2+1els

6、e if x =0f=x.3elsef=2*xendend例7 求二元函数g(x,y)=4x+5y在（1,2）处的函数值。方法1 建立函数M文件fun1.m定义函数g(x,y),再在MatLab命令窗口中输入fun1(1,2) function z=fun1(x,y) %2个输入参数，z=4*x+5*y方法2 建立函数M文件fun2.m定义函数g(x,y),再在MatLab命令窗口中输入fun2(1,2) function z=fun1(x) 1个输入参数z=4*x(1)+5*x(2)3.1.7 程序流控制break 用于循环控制中，终止包含break语句的最内层的循环。return 使当前正

7、在运行的函数正常结束并返回调用它的函数继续运行，或返回到调用它的环境如命令窗口。error（错误信息）显示错误信息并终止当前函数的运行，并将控制返回到键盘。若错误信息是个空串，则error不起作用。3.2 上机实验内容1 已知函数，计算f(-0.5),f(0),f(1),并作出该函数的曲线图，说明x=1.5,x=0,x=1处的连续性和可导性。2 定义二元函数f(x,y)=x3-y3+3x2+3y2-9x,并在区域-4x2,-1yNew-M-file，打开M文件编辑窗口输入程序如下：function y=fun1(x)if (x=-1)&(x0) y=x+1;elseif x1 y=sin(x)

8、+1;elseif xSave，在默认路径下存盘，文件名为fun1.m（3）在MatLab命令窗口中，输入fun1(-0.5)得f(-0.5) fun1(0)得f(0) fun1(1)得f(1) (4) 在MatLab命令窗口中，输入plot(0,fun1(0),*,1,fun1(1),*,1.5,fun1(1.5),*) fplot(fun1,-1,2) 见图1由图像观察得各点的连续性和可导性：在=1.5处 在x=0处 在x=1处 图12 （1）在MatLab命令窗口中，点击菜单FileNew-M-file，打开M文件编辑窗口输入程序如下：function z=fun2(x)z=x(1).3

9、-x(2).3+3*x(1).2+3*x(2).2-9*x(1);end（2）在M文件编辑窗口中，点击FileSave，在默认路径下存盘，文件名为fun2.m（3）在MatLab命令窗口中，输入如下指令： fun2(1,0)得f(1,0)= ,fun2(1,2) 得f(1,2)= ,fun2(-3,0) 得f(-3,0)= , fun2(-3,2) 得f(-3,2)= ,hold offclfx=-4:0.1:2;y=-1:0.1:3; X,Y=meshgrid(x,y);Z=X.3-Y.3+3*X.2+3*Y.2-9*X;mesh(X,Y,Z) %见图2hold on图2plot3(1,0,

10、fun2(1,0),b*)在图形窗口用旋转工具，观察点(1,0)处取得极值的情况是 ，plot3(1,2,fun2(1,2),r*)在图形窗口用旋转工具，观察点(1,2)处取得极值的情况是 ，plot3(-3,0,fun2(-3,0),m*)在图形窗口用旋转工具，观察点(-3,0)处取得极值的情况是 ，plot3(-3,2,fun2(-3,2),y*)在图形窗口用旋转工具，观察点(-3,2)处取得极值的情况是 ，3(1) 在MatLab命令窗口中，点击菜单FileNew-M-file，打开M文件编辑窗口输入程序如下： data(1,:)=1:8;data(2,:)=8.25 10.3 6.68

11、 12.03 16.85 17.51 9.3 10.65;data(3,:)=15.00 16.25 9.9 18.25 20.80 24.15 15.50 18.25;data(4,:)=data(3,:)-data(2,:);for i=1:7 w=data(4,i); k=i; flag=0;for j=i+1:8 if wSave，在默认路径下存盘，文件名为fun3.m (3) 在命令窗口输入fun3 %把产品按利润排序，输出排序后的产品序号为： 4方法1（1）按“开始”“程序”“附件”“记事本”，打开“记事本”，输入学生成绩，成绩之间用空格或逗号隔开。保存在MatLab目录/work下，文件名为student.txt（2）在MatLab命令窗口中，点击菜单FileNew-M-file，打开M文件编辑窗口输入程序如下：load student.txt; 用文件的形式输入50个学生的成绩high_score=max(student)low_score=min(student)mean_score=mean(student)pass_no=length(s