第六讲Matlab控制流

Matlab控制流1、for循环结构for循环结构的语法形式为：forx=array(commands)end其中，for指令后的变量x称为循环变量，而for与end之间的组命令称为循环体。循环体被重复执行的次数是确定的，该次数由for指令后面的数组array的列数决定。换言之，循环变量依次取数组的各列，对于每个变量值，循环体被执行一次。例1一个简单的for循环示例。fori=1:10;%i依次取1,2，…，10x(i)=i;%对每个i值，重复执行由该指令构成的循环体end;x

%要求显示运行后数组x的值x=12345678910

说明：循环不会因为在循环体内对循环变量重新置值而中断；在for后面的表达式中的数组可以为任何合法的Matlab数组；循环结构可以嵌套使用；为了得到高效代码，应尽量提高代码的向量化程度，而避免使用循环结构；为了得到高效代码，在循环指令之前应尽量对数组进行预定义。2、while循环结构while循环结构的语法形式为：whileexpression(commands)end在while和end之间的“组命令”被称为循环体。当Matlab碰到while指令时，首先检测expression的值，如其值为逻辑真（非零），则执行组命令。当组命令执行完毕，继续检测表达式的值，若表达式值仍为真，循环执行组命令；而一旦表达式值为假时，结束循环。例2Fibonacci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=2;whilea(i)<=10000 a(i+1)=a(i-1)+a(i); i=i+1;end;i,a(i),

i=21ans=10946while循环和for循环的区别在于，while循环结构的循环体被执行的次数不是确定的，而for结构中循环体的执行次数则是确定的。一般情况下，表达式的值都是标量值，但是Matlab允许它为一个数组，此时只有当该数组所有元素均为真时，Matlab才会执行循环体。如while指令后的表达式为空数组，Matlab认为表达式值为假，而不执行循环体。3、if-else-end分支结构if-else-end指令为程序流提供了一种分支结构，它有多种形式，其中最简单用法是：如果表达式expression为真，执行组命令commands，否则跳过该组命令。指令形式如下：ifexpression(commands)end如果判决条件expression为一个空数组，Matlab认为条件为假（false）。如果有两种选择，采用下面的结构：ifexpression(commands1)else(commands2)end如果选择项多于两个，采用下面的结构：ifexpression1判决表达式1(commands1)若表达式1为真时，执行组命令commands1，结束此结构elseifexpression2判决表达式2(commands2)表达式1为假，而表达式2为真，执行commands2，结束此结构……else(commandsk)当前面所有表达式均为假时，执行该组命令end表达式有时由多个逻辑子表达式组成，Matlab将尽可能少地检测这次子表达式的值。例如，表达式为：（子表达式1|子表达式2），当Matlab检测到子表达式1的值为真时，它就认为表达式值为真，而不再对子表达式2进行检测。又如，表达式为：（子表达式1&子表达式2），当Matlab检测到子表达式1的值为假时，它就认为表达式值为假的，从而跳过该结构。if指令判决和break的配合使用，可以强行终止for循环或while循环。例3一个简单的分支结构。cost=10;number=12;ifnumber>8sums=number*0.95*cost;end,sums

sums=114.0000

例4用for循环指令来寻求Fibonacc数组中第一个大于10000的元素。n=100;a=ones(1,n);fori=3:na(i)=a(i-1)+a(i-2);ifa(i)>=10000a(i),break;%跳出所在的一级循环end;end,i

ans=10946i=214、switch-case结构switch-case指令的一般语法结构形式如下：switchexex为一标量或字符串casetest1(commands1)当ex等于test1时，执行组命令1，然后跳出该结构casetest2……casetestk(commandsk)当ex等于testk时，执行该组命令k，然后跳出该结构otherwiseotherwise指令可以不存在(commands)表达式不等于前面所有检测值时，则执行该组命令end当遇到switch结构时，Matlab将表达式的值依次和各个case指令后面的检测值进行比较。如果比较结果为假，则取下一个检测值再来比较，而一旦比较结果为真，Matlab将执行相应的一组命令，然后跳出该结构。如果所有的比较结构都为假，即表达式的值和所有的检测值都不等，Matlab将执行otherwise后面的一组命令，由此可见上述结构保证了至少有一组命令会得到执行。switch指令后面的表达式应为一个标量或者为一个字符串。对于标量形式的表达式，比较这样进行：表达式==检测值i。而对于字符串，Matlab将调用函数strcmp来实现比较：strcmp（表达式，检测值i）。strcmp用来比较两个字符串是否完全相同

比如：

>>a=‘学生’;b=‘学生';

>>strcmp(a,b)

ans=

1

>>返回1，则表示两个字符串是相同的；否则就不同case指令后面的检测值不仅可以为一个标量值或一个字符串，还可以为一个元胞数组。如果一个检测值时一个元胞数组，Matlab将把表达式的值和该元胞数组中的所有元素进行比较，如果元胞数组中某个元素和表达式的值相等，Matlab认为此次比较结果为真，从而执行与该检测值相应的一组命令。元胞数组是MATLAB中特有的一种数据类型，是数组的一种，其内部元素可以是属于不同的数据类型，概念理解上，可以认为它和c语言里面的结构体、c++里面的对象很类似。matlab中用char(n)来定义，当然最基本的是包裹式定义，比如先定义了一个字符型的变量a，并赋值，然后定义一个长整型b，并赋值…最后用大括号来打包裹c={a,b}来形成元胞c，当然进一步可以将c再包裹进去如d={a,b,c,‘abc’,123}都是合法的。例4

学生的成绩管理，用来演示switch结构的应用。clear;%划分区域：满分（100），优秀（90-99），良好（80-89），及格（60-79），不及格（<60）fori=1:10;a{i}=89+i;b{i}=79+i;c{i}=69+i;d{i}=59+i;end;c=[d,c];Name={'Jack','Marry','Peter','Rose','Tom'};Mark={72,83,56,94,100};Rank=cell(1,5);%创建一个含5个元素的框架数组S，它有三个域S=struct('Name',Name,'Marks',Mark,'Rank',Rank);%根据学生的分数，求出相应的等级fori=1:5switchS(i).Markscase100S(i).Rank='满分';caseaS(i).Rank='优秀';caseb S(i).Rank='良好';casec S(i).Rank='及格';otherwise S(i).Rank='不及格';endend

%将学生姓名，得分，登记等信息打印出来。disp(['学生姓名','得分','等级']);disp('')fori=1:5;disp([S(i).Name,blanks(6),num2str(S(i).Marks),blanks(6),S(i).Rank]);end;

Matlab的switch指令不同于C语言的switch指令。当matlab检测到某个检测值和表达式的值相等，将执行相应的一组命令，执行完毕，自动跳出switch结构，而无需使用break指令。5、try-catch结构try-catch指令的语法结构形式如下：try(commands1)组命令1总被执行。若正确，则跳出此结构catch(commands2)仅当组命令1出现执行错误，组命令2才被执行end只有当Matlab在执行组命令1时出现了错误后，组命令2才会被执行。可调用lasterr函数查询出错原因。如果函数lasterr的运行结果为一个空串，则表明组命令1被成功执行了。当执行组命令2时又出错，Matlab将终止该结构。例5try-catch结构应用实例：对魔方阵的行进行援引，当“行下标”超出魔方阵的最大行数时，将改向对最后一行的援引，并显示“出错”警告。clear,N=4;A=magic(3);%设置3行3列魔方阵AtryA_N=A(N,:)%取A的第N行元素catchA_end=A(end,:)%如果取A(N,:)出错，则改取A的最后一行endlasterr

%显示出错原因A_end=492ans=Indexexceedsmatrixdimensions.

6、控制流的其他常用指令1）return指令通常，当被调函数执行完后，Matlab会自动地把控制转至主调函数或者指令窗。如果在被调函数中插入了return指令，可以强制Matlab结束执行该函数并把控制转出。2）input和keyboard指令（1）inputinput指令将Matlab的“控制权”暂时交给用户。此后，用户通过键盘键入数值、字符串或者表达式，并经“回车”把键入内容输入工作空间，同时把“控制权”交还给Matlab。常用的格式如下：v=input(’message’)将用户键入的内容赋给变量vv=input(’message’,’s’)将用户键入的内容作为字符串赋给变量v指令中’message’是将要显示在屏幕上的字符串，这是必不可少的。对于第一种调用格式，用户可以输入数值、字符串、元胞数组等各种形式的数据。对于第二种调用格式，不管键入什么，总以字符串形式赋给变量v（2）keyboard当程序遇到keyboard时，Matlab将“控制权”交给键盘，用户可以从键盘输入各种合法的Matlab指令，只有当用户使用return指令结束输入后，“控制权”才交还给程序。它与input的不同在于：它允许输入任意多个Matlab指令，而input只能输入赋给变量的“值”，即数值、字符串或元胞数组等。3）yesinput指令yesinput指令是一个智能输入指令，它提供了一个缺省输入值，并可以对输入范围进行检查。其调用形式如下：v=yesinput（’Prompt’,Default,Possib）该指令涉及用户和Matlab的交互操作，因此无法在notebook中运行。’Prompt’为文字提示，Default为缺省设置“值”，possib为可选“值”的范围。4）pause指令pause暂停执行文件，等待用户按任意键继续pause（n）在继续执行之前，暂停n秒5）break指令break指令导致包含有该指令的while、for指令的终止。通过使用break指令，可不比等待循环的自然结束，而根据循环内部另设的某种条件是否满足，去决定是否退出循环。6）error和warning指令在编写M文件时，常用的警示指令有：error（’message’）显示出错信息message，