MATLAB中的决策：控制流

1、matlab中的决策：控制流计算机编程语言和可编程计算器提供许多功能，它允许你根据决策结构控制命令执行 流程。如果你以前己经使用过这些功能，对此就会很熟悉。相反，如杲不熟悉控制流，木 章材料初看起來或许复杂些。如果这样，就慢慢來。控制流极其重要，因为它使过去的计算彩响将来的运算。matlab捉供三种决策或 控制流结构。它们是：for循环，while循环和if-else七nd结构。由丁这些结构经常包含大 量的matlab命令，故经常出现在m文件中，而不是ft接加在matlab提示符下。7. 1 for循环for循环允许一组命令以固定的和预定的次数重复。for循环的一般形式是：for x = ar

2、raycommandsend在foi和end语句之间的commands按数组中的每一列执行一次。在每一次迭代屮，x被 指定为数组的下一列，即在第n次循坏中，x=array(:, n)0例如，» for n=l:10x(n)=sin(n*pi/10);end» xx =columns 1 through 70.30900.58780.80900.95111.00000.95110.8090columns 8 through 100.58780.30900.0000换句话，第一语句是说：对n等于1到10,求所有语句的值，直至下一个end语句。 第一次通过foi循环n=l,第二次

3、，n=2,如此继续，直至n=10c在n=10以后，for循环 结束，然后求end语句后血的任何命令值，在这种情况下显示所计算的x的元素。for循环的其它重要方血是：1for循环不能用for循环内重新赋值循环变量n来终止。» for n=l:10x(n)=sin(n*pi/10);n=10;end» xx =columns 1 througli 70.30900.58780.80900.95111.00000.95110.8090columns 8 through 100.58780.30900.00002语句1 :10是一个标准的matlab数纽创建语句。在for循环内接受

4、任何有效的 matlab 数组。» data=39 456;16545-116for n=datax=n( 1 )-n(2) endx =-4x =-7x =46x =13for循环可按需要嵌套。for n=l:5for m=5:-l:la(n,m)=na2+ma2;end disp(n) end251()1726581320291013182534172025324126293441504. 当有一个等效的数组方法来解给定的问题时，应避免用foi循环。例如，上面的 第一个例子可被重写为» n=l:10;» x=sin(n*pi/10)x =columns 1 t

5、hrough 70.80900.95110.00001.00000.95110.80900.30900.5878columns 8 through 100.58780.3090两种方法得出同样的结果，而后者执行更快，更直观，要求较少的输入。5. 为了得到最大的速度，在foi循环(while循环)被执行之前，应预先分配数组。例 如，前1侨所考虑的第一种情况，在for循环内每执行一次命令，变量x的大小增加1。迫 使matlab每通过一次循环要花费时间对x分配更多的内存。为了消去这个步骤，for 循环的例子应重写为»x=zeros( 1,10);% preallocated memory

6、for x» forn=l:10x(n)=sin(n*pi/10);end现在，只有x(n)的值需耍改变。7.2 while 循环与for循环以固定次数求一组命令的值相反，while循环以不定的次数求一组语句的 值。while循环的一般形式是：while expressioncommandsend只要在表达式里的所有元素为真，就执行、vhile和end语句之间的commandso通常，表 达式的求值给出一个标量值，但数组值也同样有效。在数组情况下，所得到数组的所有元 素必须都为真。考虑下列例子：» num=0;eps=l;» while （1+eps）1eps=e

7、ps/2;num=num+l;end» numnum =53»eps=2*epseps =2.2204e-016这个例子表明了计算特殊matlab值eps的一种方法，它是一个可加到1,而使结果 以有限精度大于1的最小数值。这里我们用大写eps,因此matlab的eps的值不会被 覆盖掉。在这个例子里，eps以1开始。只要（1+eps）1为真（非零），就一直求while循 环内的命令值。由于eps不断地被2除，eps逐渐变小以致于eps+1不人于1。（记住， 发生这种情况是因为计算机使川固定数的数值来表示数。matlab川16位，因此，我们 只能期望eps接近1016

8、1; ）在这一点上，（1+eps）1是假（零），于是while循环结朿。最 后，eps与2相乘，因为最后除2使eps太小。7. 3 if-else-end 结构很多情况下，命令的序列必须根据关系的检验有条件地执行。在编程语言里，这种逻 辑由某种if-else七nd结构來捉供。最简单的if-else-end结构是：if expression commands）end如果在表达式中的所有元素为真（非零），那么就执行if和end语言之间的commandso在表达式包含有几个逻辑子表达式时，即使前一个子表达式决定了表达式的最后逻辑状态，仍要计算所有的子表达式。例如,» apples=10;%

9、number of apples» cost=apples*25%cost of applescost =250»if apples>5%give 20% discount for larger purchasescost=( 1-20/100)*cost;end» costcost =200假如有两个选择，ifelse-end结构是：if expressioncommands evaluated if tmeelsecommands evaluated if falseend在这里，如果表达式为真，则执行第-纽命令；如果表达式是假，则执行第二组命令。 当有

10、三个或更多的选择时，if-else-end结构采川形式if expression 1commands evaluated if expression 1 is trueclscif cxprcssion2commands evaluated if expression2 is trueelseif expression3commands evaluated if expression3 is trueelseif expression4commands evaluated if expression4 is trueelseif elsecommands evaluated if no oth

11、er expression is true最后的这种形式，只和所碰到的、与第一个真值表达式相关的命令被执行；接下来的 关系表达式不检验，跳过其余的if-else-end结构。而且，最后的else命令可有可无。现在我们知道了如何用if-else-end结构来决策，就有可能提出一-种合理的方法来跳出 或中断for循环和while循环。»eps=1;» for num= 1:1000eps二eps/2; if(l+eps)<=leps二eps*2 breakendendeps =2.2204e-016» numnum =53这个例子演示了估算eps的另一种方法。在

12、这种情况下，for循环构造成要执行足够 多的次数。if-else-end结构检验要看eps是否变得足够小。如果是，eps乘2, break命 令强迫for循环提早结束，num=53o在这个例子里，当执行break语句时，matlab跳到循环外下一个语句。在现在情 况下，它返回到matlab的提示符并显示epso如果一个break语句出现在一个嵌套的 for循环或while循环结构里，那么matlab只跳出break所在的那个循环，不跳出整个 嵌套结构。7.4小结matlab控制流功能可以概扌忑如下：表7for x = aitayfor循环，每_次迭代将x赋以数组的endwhile expres

13、sioncommandscommands第i歹lj,执行命令while循坏，只要表达式的所有元索 为真或非零，执行命令。if expressioncommandsend讦 expressioncommands evaluated if trueelse expressioncommands evaluated if falseend讦 expression 1 commands evaluated if expression 1 is true elseif expression!comma nds evaluated 讦 expression! is ttue if expressi on3

14、comma nds evaluated 讦 expression3 is ttue elseif 简单的if-else-end结构，若在表达式 中的所育元索是真值或非零，执行 命令。具有两条路径的if-else-end结构， 若表达式为真或非零，则执行一组 命令。若表达式为假或零， 则执行另一组命令。最一般的if-else-end结构。 只执行与第一个真值表达式相关 的命令。elsecommands evaluated if no other expression is trueendbreak结束for循环和while循环的执行7.5 m文件举例为了演示if-else-end结构,考虑精通m

15、atlab i具箱中换数mmono,它检查一个向量的单调性。» mmono(l:12)% strictly increasing inputans =2»mmono(l:12 1213:24)% non decreasing inputans =% not monotonic in any sense»mmono( 13 2 -11)ans =»mmono(12:-l:0 0-1)% non increasing» mmono(12:-l:0)% strictly decrasingans =-2这个精通matlab工具箱的函数主体给出如下:f

16、unction f=mmono(x)% mmono test for monotonic vector.% mmono(x) where x is a vector return:%2 if x is strictly increasing,%1 if x is non decreasing,% 1 if x is non increasing,%2 讦 x is strictly decreasing,%0 otherwise.% copyright (c) 1996 by prentice-halljnc.x=x(:);% make x a column vectory=diff(x);% find differences between consecutive elemen