matlab实验报告

1、实验报告课程名称，可视化计算机语言实验项目名称：matlab程序设计学院：信息工程学院专业：电子信息工程指导教师1报告人学号 班级：实验时间:实验报告提交时间:教务部制一、实验目的与要求:1、熟练掌握matlab的程序流程控制结构“2、熟悉掌握M文件的结构和函数调用。3、掌握内联函数和函数句柄的使用。4、了解程序性能剖析窗口。二、内容和步骤:MATLAB的洒法规则简洁，编程效率高，作为 个完整的程序语言，MATLAB也有各种程序流程控制，文件 格式和函数调用的规则，通过对函数的调用就能够组成庞大的程序，完成更杂的功能.1.使用程序流程控制Fibonacci数列的各元素为：1、1、2、3、5、8

2、、满足一下关系Fi=lF 产 F.i+F 口,用M函数文件实现，数列的元素个数为输入变量。（1）按M函数文件格式创建文件开头.工二匚二二二cn f=shiyan0501(n) %SHIkrAN0501 + Fibonmuui 数列%n元素个数%f构成Fibonacci数列向屋copyright 2015-11-25(2)用while循环实现程序功能f (1)=1；f <2)=1;i=2;while i<=nf(i+1)=f(i-1)(i);i=i+l;End运行后，输入参数10,运行结果如卜所示：» shiyanOSOl(10)ans =1123581321345589使

3、用for循环实验 for i=2:nf(i+l)=f(i);end运行结果如卜所示：» shiyan0501(10)11235 S 132134 S5 89(4)当某个元素大于50时,退出循环结构.程序修改如下:for 1=2:nif f (i) >10breakelsef (i-lHf (i)；endend当某个元素大于50.程序便退出循环结构当n=10,最后一个元素刚好是大于50的，正好退出循环结构>> shiyanOoOl(10)13213455当312时，第十个元素对应的*1)大于50,于是退出循环结构,不再运行fUD4U2)了。)> shiyanO5

4、Ol(L2)ans =11235813213455(5)将该皿文件生成P码文件» pcode shiyan0501将shiyan0501.m删除，重新运行该文件夹，结果如下所示：>> f=shiyan0501(5)练习:将该M文件函数改为M脚本文件,将数列元素个数通过健盘输入,程序应该如何修改?将M文件函数另存为M脚本文件:在函数前加n-input (1 please ±np； a n;m： 1) 便可通过键盘键入文件运行结果如F所示:please input a 口uni 12n =12ans =5813213455892使用困数调用(2n)!产2人(16(2

5、0 + 1)廿目 aicsm(x).x21 x 3 x x:arcsin x= x+4x3 16x4x5子函数facto门al计算M子函数factorial计算用输入参数为n,使用fbr循环实现的阶乘，输出参数为阶乘, 在matlab界面中选择<-file->new->fimction?，命令，创建一个新的函数文件，修改输入输出参数和函数名。 funccion f=facrorial (n) % output._args = Unrirled? ( inpur args ) %UNTITLED7此处显示有关此函数的摘要 %此处显示详细说明f=l;for m=l:n(2)子函数

6、caL子函数cal是计算系数funccion k=cal(nl)学计算系数for :nlk=factorial(2*nl)/(二八(2*nl)*(factorial(nl)A2*(2*nl+l); end输入参数n=5运行结果如下图所示:» cal(5)00224本函数中调用了求阶乘的子函数factonal(3)主程序曲q30502.求主函数计算arcsrnx,输入参数为x,输出参数为aicsinx的计算结果° 程序如下所示：function y-shiyan0502(x)%shiynO5G2 arcsinx： n=l;if abs(x)<1y=x;while cal

7、 (n)>0.0001y=y+cal(n>*xA(2*n+l)； n=n+l;endelsedisp (1输入错误t );y=0;returnend运行结果：» yslnyan0502(0.7)y=0.7754当输入参数不满足条件是退出程序：» yl=shiyanO5O2(2) 输入错误yi =0练习：如果不使用子函数factorial ,而宜接在cal函数中计算阶乘应如何修改程序© 修改cal函数如下所示： funccion k=cal(nl)+计算系数£二:；fl=l;for m=l:2*nlfl=m*f1;endfor m=l.: nl

8、endk=fl/(2A(2*nl)*fA2*(2*nl+l);end调用程序shiyanO5O2,运行结果如卜.所示:» yshiyanO502(0.7)y=0.7754运行结果与使用子函数factonal的运行结果一致。14)使用程序性能剖析。选择菜单"view：profile'命令：或使用在命令窗口输入profile viewer'命令 都可以打开程序性能剖析窗口.D探查器一 口 X用于改善性能的探查器改善MATLAB程后性能fl勺一种方;短使用循工fl，MATLAB提供了茎于匹“江 囱数返回的结果的图形用户界面。 使用t杠具可帮助忠确定在何处佗及代制以

9、改善性能。探苴器文档中介绍了如何使用奈直器的详迥信息.在程序性能剖析窗口的,命令输入栏中输入需要剖析的命令.，y=shiyaii0502(0.7)',然后单击*stanprofiling1 按钮,查看剖析报告©文件演(£)调试阅窗口的帮助回探查时闫;01启法徐查®运行此代码®: 丫二品方如。502(07)探查摘要已便用cpu的好生成09-Dec-2015 0:41.国数名称调用梆斓目用盯间”总时间图特色条带=目用时间)shiyan055210 s0.000 Sca!1690 s0.000 S自用时间是指函数耗薪的时间，但不包括函教的子国教耗彘的时

10、闻 自用时间还包括1祺过程中产生的开销.(5)程序的调试。当有多个函数调用时，由于函数变量的工作空间是独立的,被调用的函数执行结束后变量 消失，因此调试时要使用matlab调试器查看运行过程中的变量值.设置断点©在需要杳看的程序的地方设置断点.function shiyan0502(x) %shiiran0502 arcsineifabs (x)<l10 -12 -y=:：；while cal(n)>0. 0001y-y+ceLL (n) *k (2*n+l): n=n+l;endelsedisp(,输入错误T );y=0:return14 一end» shiy

11、a110502(0.7)K»yy=07000K» x=0 50.500010.50000.7000值1a 50000.7000在K»输入x=O 5即可将x的值从0 7修改为0.5.去除断点，查看结果：ans =0 7236落果与x值为0.7时不一致.当x=0 7时，y =0 7754,由此可知，x的值己被修改“单步运行» shiyan0502(0.7)9n=n+l;K»按单步运行键；可看到箭头不断的移动:Hfunction k=cal(nl) global nEfor ni=l:n中k=fact or Lal(2«n)/(2*(2*n

12、)*end(6)使用函数句柄a在命令窗I I使用函数句柄调用函数。» h_shiyaiiO5O2=shiya 口0502h_shiyanO5O2 =.shiyan0502» y=fr val(h_sliiyan0502,0 5)y=0.5236(7)使用全局变量 Matlabe的编程不提倡使用个局变量，本例中的程序主要是为了查看全局变量的概念.将 n作为全局变量，子函数factorial不修改，子函数cal程序和主曲数仙yan0502修改如F： function y=shiyan0502(x) %shiyan0502 arcsinx global n;n=l;if 3bs(

13、x)<1yx；while cal(n)>0.0001y=y+cal(n1*xA(2*n+l); n=n+l;endelsedisp (，输入糖误，)； y=0;return end funccicn k=cal(nl) global n for m=L;nk=fac*orial(2*n)/2 (2*n)*(factorial(n)A2*(2*2*n+l);Endglobal为改置的全局变量，子函数没仃输入变量，而用全局变量n传递。0.7000是小隹斐157c4称 m nn1 名田S田1111function y苫hiyan0502(x)2 %shiyanU3k arcsira3 O

14、global n：在个局变量疝设置断点，然后运行代序，“通”运彳到断点处停止，接着不I断使用单步达"调艮,结果加卜所小：名称 乱最小值名称 排最小值1练习: 使用单纸运行调试,直看全局变策ri的变化，井在工作空间有看m3、利用泛函命令实现数位分析创建函数shiyan0503实现上述表达式关系。function yshiyan0503(t) %shiyan0503 y=(sin(u) ) . -2.* exp(a * t)-b*abs(C> a=0.1;b=0.5;y= (sin (t) ).2. *exp (a*t) -b*wbs (t);查看该函数的输出波形，如卜图所示：利用

15、函数名求零点，在上图中可以看相互在0的附近行2个过零点 xl=fzero(1shivanC 5 C = r 0.5) x2=f zero ( 11 r -0.5)运行结果如下所示士» shiyanO5O3_lxl =0.5198x2 =-0.5993利用函数句柄求"点 » x 1 =feero( shiyaiiO5O3,0.5)xl =0 5198» x2=fzero( shiyaiiO5O3,0.5)x2 =-0.5993利用函数句柄求极小值,由图可知，极小值有多个,查看其中2个 » xl=finiiibnd(shiyan0503,0.1,0

16、 7)xl =0.2511» x2=fimnbnd( shiyan0503,2,5)x2 =3.3233练习：利用函数句柄求 L 1的面积0» x=-L0 111;» 尸 hiya 口0503(x);» area=trapz(x.y)%用梯形计算枳分area =0 0485» aiea 1=qiiad(slHyanO5O31,1) %用 quad 计算积分area 1 二0.0469(2)使用内联函数创建内联函数f» a-0.1;»b=0.5;» fuiline(l(sm(t),A2 *exp(. 1 *1)-0

17、5*abs(t)V)f=内联函数:f(t) - (sm(t).A2 .*exp( 1 *t)-0.5 *abs(t)绘制曲线图>> t=-10 0 110;» 产以&1(£ t)；» plot(t,y)0-64e求过零点» xl=tzeio(f0 5)xl =0.5198求极小值» x2=finmbnd(f>0.1.0 7)0.2511练习：利用内联函数求8附近的极小值x-fiiiHibnd(f.7 9,8.1)8 0999x2=fiiunbnd(f.7 99,8.01)x28.0099(3)使用字符串创建字符串

18、87; g='(sin(x).竺.*exp( J *x)-.5*abs(x)'(sm(x).A2. *exp(.l x)-.5*abs(x) 绘制曲线图>>x=-lG:O 1:10;» 尸eval®x)；» plot(x,y)运行程序得到下图:-103-6-420246810求零点 »xl=feero(g,0.5)0 5198自我练习：（1）编写函数计算输入参数工为留半径的嗣面枳和周长 程序如下所示：k=f2*pi*r 1r=input (1 潮入N.I :夕。径 r : >disp”用的面积：，) y=eval(gr r)di sp圆的冏长:3 yl=eval (k, r)送行结果如所示:假设输入的半径为3g =P1B2k =2*pi*r请输入圆的半径匚33圆的面积：y=28.2743圆的周长：yi =18 8496使用函数句柄调用,并绘制曲线.(2)创建内联函数计算尸加一»)=inline(,sm(r) /f)y=内联函数：y(r