MATLAB课件第5章：MATLAB基本程序设计

第5章MATLAB基本程序设计

MATLAB程序设计方式：■草稿纸方式（命令行方式）■基本程序设计（结构程序设计）■图形界面程序设计（面向对象）MATLAB基本程序设计要点：■MATLAB的程序文件名以m作为扩展名■通过Edit命令进入m文件的编辑

■一个完整的应用程序由主程序和函数组成第5章MATLAB基本程序设计

主要内容（5）■M文件■输入输出语句■程序控制语句■程序的调试5.1M文件一、主程序（脚本）1、一个主程序的例子编写一个双音频程序，显示某个键的波形：（Hz）120913361477697123770456852789941*0#5.1M文件设主程序文件名为mydt.m%产生一个双音频

fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);f1=697;f2=1209;%键1对应的两个频率y=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,y);wavplay(y,fs)5.1M文件2、主程序的组成▓帮助段（带注释符%的行）▓程序段

如果有第一行(function),则主程序为函数文件形式

,变量不保存到工作区中，为局部变量.

如果没有第一行(function)，则主程序为命令文件形式，相当于各命令行的集合。变量保存到工作区中.5.1M文件3、几点说明▓文件名不能为汉字或数字开头▓注释符%后面的文字不执行▓程序的每一行的执行相当于在命令行执行▓一行可以写多条语句，以‘，’或‘；’隔开；一行写不下时，以‘…’续行▓对于命令文件形式，建议在程序段开始用

clear,closeall等命令清除以前的变量▓对于函数文件形式，程序中的所有变量均为局部变量。5.1M文件二、函数

函数是用用来定义子程序的。主程序实际上也是一个函数（由MATLAB调用）。1、函数头的形式：

function函数名()(无变量传递)function函数名(var1,var2,…)(无返回值)function[y1,y2,…]=函数名(var1,var2,…)5.1M文件2、函数的位置▓函数可以是一个单独的文件（文件名和函数名应相同）▓函数也可以放在主程序的后面。

5.1M文件3、举例根据t,f1,f2生成双音频的函数functionfy=mydtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);该函数可以是单独文件或在主程序后面。例如:mydt1.m5.1M文件%程序mydt1.m产生一个双音频clc;clearall;fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones(t,697,1209);%键1对应的两个频率plot(t,y);wavplay(y,fs);%函数functionfy=dtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);5.1M文件%程序文件mydt1.m产生一个双音频clc;clear;closeall;fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones(t,697,1209);plot(t,y);wavplay(y,fs);%函数文件dtones.mfunctionfy=dtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);5.1M文件4、全局变量：如果在主程序和函数中使用同一变量，应定义全局变量。globalval1val2…%程序文件mydt2.m产生一个双音频clc;clear;closeall;globaltfsfs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones1(697,1209);plot(t,y);%函数文件dtones1.mfunctionfy=dtones1(f1,f2)globaltfsfy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);wavplay(fy,fs);%程序文件名为mean.mfunctiony=mean(x)%mean求平均值%对于向量，返回向量x中各元素的平均值%对于矩阵，返回包含各列元素平均值的行向量[m,n]=size(x);ifm==1m=n;end;y=sum(x)/m;>>helpmeanmean求平均值对于向量，返回向量x中各元素的平均值对于矩阵，返回包含各列元素平均值的行向量

例:编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。函数文件如下：function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculate%r圆半径%s圆面积%p圆周长s=pi*r*r;p=2*pi*r;函数调用的一般格式是：

[输出实参表]=函数名(输入实参表)

要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。例:函数文件examp.m：functionfout=charray(a,b,c)ifnargin==1fout=a;elseifnargin==2fout=a+b;elseifnargin==3fout=(a*b*c)/2;end

命令文件mydemo.m：x=[1:3];y=[1;2;3];examp(x)examp(x,y')examp(x,y,3)5.2输入输出语句（人机交互）1、屏幕输入格式：x=input(‘提示符’)----等待输入数据

x=input(‘提示符’，‘s’)----等待输入字符串

xm=input('What''syourname?','s');

5.2输入输出语句（人机交互）2、菜单命令格式：x=menu(‘标题’，‘菜单项1’，菜单项2’，…)返回菜单序号。例如：x=menu(‘Title’,’Plus’,’Minus’)5.2输入输出语句（人机交互）3、暂停格式：pause------等待敲击键盘

pause(n)-----等待n秒4、交出键盘格式：keyboad---程序执行到该命令时暂停，在屏幕上显示K,这时用户可输入命令，查看中间结果，输入return命令，则程序继续执行5.2输入输出语句（人机交互）5、中止执行6、显示格式：display(x)-----在命令行显示x的内容格式：^C---强行停止程序的执行，回到命令行5.2输入输出语句（人机交互）7、打印格式：print---------打印当前绘图print-dbitmap文件名

---------将绘图转为图象文件

-djpeg

例:输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：

x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);例:求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：a=input('a=?');b=input('b=?');c=input('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(2))]);例:分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度f转换为摄氏温度c。程序1：首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盘。clear;%清除工作空间中的变量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口中输入f2c，将会执行该命令文件，执行情况为：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778程序2：首先建立函数文件f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)输出情况为：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.11115.3程序控制语句任何计算机语言都有三种基本结构，即：►顺序结构：无控制语句►分支结构：if,switch►循环结构：for,while5.3程序控制语句1、顺序结构：无控制语句

按照顺序从头至尾地执行程序中的各条语句。顺序结构一般不包含其他任何子语句或控制语句。例如：n=0:100;x=sin(2*pi*0.01*n);plot(x);holdonstem(x,’r’);grid5.3程序控制语句►分支结构：if,switchif和switch语句用于根据条件选择执行相应的语句。1、if语句（适合分支少）if语句根据逻辑表达式的值来确定是否执行紧接的语句体。常见的调用格式有：5.3程序控制语句格式1：if表达式语句

end格式2：if表达式语句1else

语句2end5.3程序控制语句格式3：

if表达式1

语句1elseif表达式2

语句2else

语句3end例如：判断输入数的奇偶性n=input(‘n=’);ifrem(n,2)==0display(‘n是偶数’)elsedisplay(‘n是奇数’)end5.3程序控制语句2、switch语句（适合分支多）格式：

switch表达式（标量或表达式）

case值1

语句1case值2

语句2…otherwise

语句nend5.3程序控制语句switch语句和if语句类似。Switch语句根据变量或表达式的取值不同分别执行不同的命令。5.3程序控制语句例如：根据菜单选择显示不同的函数x=menu('波形','正弦','余弦','正切','余切');switchxcase1ezplot('sin')case2ezplot('cos')case3ezplot('tan')case4ezplot('cot')end5.3程序控制语句3、for语句格式：for变量=初值：增量：终值语句

end

例如：求100！

x=1;fork=1:1:100x=x*k;endx例:已知，当n=100时，求y的值。程序如下：

y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy

在实际MATLAB编程中，采用循环语句会降低其执行速度，所以前面的程序通常由下面的程序来代替：

n=100;i=1:2:2*n-1;y=sum(1./i);yfor语句更一般的格式为：

for循环变量=矩阵表达式循环体语句

end执行过程是依次将矩阵的各列元素赋给循环变量，然后执行循环体语句，直至各列元素处理完毕。

例:写出下列程序的执行结果。

s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];

fork=as=s+k;enddisp(s');5.3程序控制语句4、while语句格式：while表达式语句

end例如：计算1，…，1000的和x=1;whilex<=1000x=x+1;end表达式成立（为真）时，一直执行语句，否则跳出循环.例如：求Matlab中的最大实数。

例:从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值和它们之和。程序如下：sum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber(endin0):');while(val~=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input('Enteranumber(endin0):');endif(cnt>0)summean=sum/cntend5.3程序控制语句5、break和continue语句用于循环语句（for,while）：break:用于跳出循环continue:跳过后面的语句继续循环5.3程序控制语句例：输出100到200之间第一个能被7整除的数fori=100:200ifrem(i,7)~=0continueendbreakendi循环的嵌套如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。

例:若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求[1,500]之间的全部完数。

form=1:500s=0;fork=1:m/2ifrem(m,k)==0