MATLAB编程 义及实例PPT课件

1、.,1,MATLAB语言,机械与汽车工程学院,2012.03,.,2,.,3,教学内容： MATLAB程序控制 M脚本文件和M函数文件 变量的检测传递和限权使用函数 函数句柄 图形用户界面编程（GUI）,第四章程序设计,.,4,4.1程序流程语句,选择结构 if switch 循环结构 while for,.,5,4.1.1 选择结构 1. if 条件 语句组 end 当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行语句的后继语句，若条件不成立，则直接执行if语句的后继语句。,4.1程序流程语句,.,6,4.1.1选择结构语句,.,7,4.1.1选择结构语句,.,8,4.1程序流程语句,4.1.

2、1 选择结构 例.给定两个实数，按代数值的大小输出其中大的 ab ba 两次判断条件,.,9,4.1.1 选择结构 2. if 条件 语句组1 else 语句组2 end 当条件成立时，执行语句组1，否则执行语 句组2，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句的后继语句。,4.1程序流程语句,.,10,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 例.给定两个实数，按代数值的大小输出其中大的,.,11,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 例.x为磨床冷却液温度传感器得到的温度值（这里用1828的随机数代替），如果温度在21-25之间，在监控器上显示“温度正常”，低于21显示报警“磨削液温度过

3、低”，高于25显示报警“磨削液温度过高”,温度25 三次判断条件,.,12,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 3. if 条件1 语句组 elseif 条件2 语句组2 elseif 条件m 语句组m else 语句组n end 语句用于实现多分支选择结构。,.,13,4.1程序流程语句,3.2.1 选择结构 例.x为磨床冷却液温度传感器得到的温度值（这里用1828的随机数代替），如果温度在21-25之间，在监控器上显示“温度正常”，低于21显示报警“磨削液温度过低”，高于25显示报警“磨削液温度过高”,.,14,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 思考:计算分段函数的值 X X

4、=2,2,2,2,.,15,4.1程序流程语句,.,16,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 4. switch 表达式 case 表达式1 语句组1; case 表达式2 语句组2; case 表达式m 语句组m; otherwise 语句组n; end,.,17,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 例.某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)： price200 没有折扣 200price500 3%折扣 500price1000 5%折扣 1000price2500 8%折扣 2500price5000 10%折扣 5000price 14

5、%折扣 输入所售商品的价格，求其实际销售价格,.,18,4.1程序流程语句,.,19,4.1程序流程语句,4.1.1 选择结构 思考： 给出学生的百分制成绩，要求转化成成绩等级输出，等级分为优秀，良好，中等，及格90分以上的为优秀,80-89的为良好,70-79的为中等,60-69的为及格,其他为不及格.,.,20,4.1程序流程语句,.,21,4.1程序流程语句,4.1.2 循环结构 1while语句 while语句的一般格式为： while (条件) 循环体语句 end 其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环。,.,22,4.1程序流程语

6、句,4.1.2 循环结构 例.求1+2+3+100的和,.,23,4.1程序流程语句,.,24,4.1程序流程语句,4.12 循环结构 2for语句 for语句的格式为： for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3 循环体语句 end 其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为步长，表达式3的值为循环变量的终值。步长为1时，表达式2可以省略。,.,25,4.1程序流程语句,4.1.2 循环结构 例.求1+2+2+100的和,.,26,4.1程序流程语句,4.1.2 循环结构 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,

7、23; for k=a s=s+k; end disp(s);,.,27,4.1程序流程语句,.,28,.,29,.,30,4.1程序流程语句,4.1.2 循环结构 3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:有一数: 1+1+1+1+2+2+2+2+3+3+3+3,1,2,3,10,1,2,3,10,1,2,3,10,.,31,4.1程序流程语句,.,32,4.1程序流程语句,4.1.2 循环结构 思考.一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数,输出全部水仙花数。,.,33,4.1程序流程语句,.,34,4.1程序流

8、程语句,4.1.3 其他流程控制语句 1break语句和continue语句 break语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。 continue语句控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。,.,35,4.1程序流程语句,例:求100，200之间第一个能被21整除的整数。,.,36,4.1.3 其他流程控制语句 2try语句 语句格式为： try 语句组1 catch 语句组2 end try语句先试探性执行语句组1，如果语句组1在执行过程中出现错误，则将错误信息赋给保留的

9、lasterr变量，并转去执行语句组2。,4.1程序流程语句,.,37,4.1程序流程语句,.,38,4.1程序流程语句,小作业:猜数游戏。 首先由计算机产生1,100之间的随机整数，然后由用户猜测所产生的随机数。根据用户猜测的情况给出不同提示，如猜测的数大于产生的数，则显示“High”，小于则显示“Low”，等于则显示“You won”，同时退出游戏,用户最多可以猜7次。,.,39,4.1程序流程语句,.,40,M命令文件: M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。,4.2 M命令文件和M函数文件,4.2.1 M命令文

10、件,.,41,1建立新的M文件 为建立新的M文件，启动MATLAB文本编辑器有3种方法： (1) 菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，屏幕上将出现MATLAB 文本编辑器窗口。 (2) 命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令edit，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。 (3) 命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的New M-File命令按钮，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,4.2.1 M命令文件,4.2 M命令文件和M函数文件,.,42,2打开已有的M文件 打开已有的M文件，也有3种方法

11、： (1) 菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的M文件进行编辑修改，编辑完成后，将M文件存盘。 (2) 命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的M文件。 (3) 命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。,4.2.1 M命令文件,4.2 M命令文件和M函数文件,.,43,.,44,3程序调试,Debug菜单项 该菜单项用于程序调试，需要与Breakpoints菜单项配合使用。

12、Breakpoints菜单项 该菜单项共有6个菜单命令，前两个是用于在程序中设置和清除断点的，后4个是设置停止条件的，用于临时停止M文件的执行，并给用户一个检查局部变量的机会，相当于在M文件指定的行号前加入了一个keyboard命令。,4.2.1 M命令文件,4.2 M命令文件和M函数文件,.,45,4.2.2 函数文件 functions 数学中的一种对应关系，是从非空集合A到实数集B的对应。精确地说，设X是一个非空集合，Y是非空数集 ，f是个对应法则 ， 若对X中的每个x，按对应法则f，使Y中存在唯一的一个元素y与之对应 ， 就称对应法则f是X上的一个函数，记作yf（x），称X为函数f（x

13、）的定义域，集合y|y=f（x），xX为其值域（值域是Y的子集），x叫做自变量，y叫做因变量，习惯上也说y是x的函数。,4.2 M命令文件和M函数文件,.,46,4.2.2 函数文件 M文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令文件(Script File)和函数文件(Function File)。,4.2 M命令文件和M函数文件,.,47,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。 f=input(Input Fahrenheit temperature：); c=5*(f-32)/9 然后在MATLAB的命令窗口中输入

14、f2c，将会执行该命令文件，执行情况为： Input Fahrenheit temperature：73 c = 22.7778,.,48,程序2： 首先建立函数文件f2c.m。 function c=f2c(f) c=5*(f-32)/9 然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。 y=input(Input Fahrenheit temperature：); x=f2c(y) 输出情况为： Input Fahrenheit temperature：70 c = 21.1111 x = 21.1111,.,49,4.2.2 函数文件结构 函数文件由function语句引导，其基本结构为：

15、function 输出形参表=函数名(输入形参表) 注释说明部分 函数体语句 其中以function开头的一行为引导行，表示该M文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。,4.2 M命令文件和M函数文件,.,50,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) %CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r %r 圆半径 %s 圆面积 %p 圆周长 %

16、2004年7月30日编 s=pi*r*r; p=2*pi*r;,4.2 M命令文件和M函数文件,函数M文件 一般由5个部分组成： (1)函数定义行; (2)H1行； (3)函数帮助文本； (4)函数体； (5)注释。,.,51,4.2 M命令文件和M函数文件,.,52,4.2.2 函数调用 函数文件编制好后，就可以调用函数进行计算 输出形参表=函数名(输入形参表) 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。,4.2 M命令文件和M函数文件,.,53,例：利用函数，求

17、n！,4.2 M命令文件和M函数文件,.,54,例：利用函数，求1!+2!+3!+n!,4.2 M命令文件和M函数文件,.,55,在MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。,4.2 M命令文件和M函数文件,.,56,例：利用函数的递归调用，求n！。 显然，求n!需要求(n-1)!，这时可采用递归调用。递归调用函数文件factor.m如下：,4.2 M命令文件和M函数文件,.,57,例 nargin用法示例。 x=1:3; y=1;2;3; charray(x) charray(x,y) charray(x,y,3),4

18、.2 M命令文件和M函数文件,.,58,给定两个实数a、b，一个自然数n，求解当n=1,10时所有的（a+b）n和(a-b)n。,.,59,首先建立函数文件addsub.m functionout1,out2=addsub(a,b,n) %计算（a+b）n和(a-b)n out1= (a+b)n; out2= (a-b)n; 建立调用上述子函数的函数文件ex.m a=input(a=); b=input(b=); addresult=(1:10); subresult=(1:10); for n=1:10 addresult(n), subresult(n)= addsub(a,b,n) ;

19、end addresult subresult,.,60,M函数文件的特点,从形式上看，与脚本文件不同，函数文件的笫一行总是以 “function”引导的“函数申明行”。,从运行上看 ，与脚本文件运行不同 ，每当函数文件运行， MATLAB就会专门为它开辟一个临时工作空间，称为函数工作空间（ Function workspace）。当执行文件最后一条指令时 ，就结束该函数文件的运行，同时该临时函数空间及其所有的中间变量就立即被清除。, MATLAB允许使用比 “标称数目 ”较少的输入、输出参量，实现对函数的调用。,function 输出参量 1，输出参量 2，=函数名(输出参量 1，输出参量

20、2，),.,61,柯雷茨（collatz）猜想 对于任意的正整数n，如果n是偶数则除以2，如果还是偶数再除以2，直至成为奇数。把这个奇数乘以3加1再除以2，如果是偶数继续除以2，直至成为一个新的奇数。然后再将这个奇数乘以3加1，按照同样的办法计算下去。经过若干次计算之后，最后的得数是1.,4.2 M命令文件和M函数文件,.,62,4.2.3 全局变量与局部变量 全局变量用global命令定义，格式为： global 变量名 例：全局变量应用示例。 先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权相加 function f=wadd(x,y) global ALPHA BETA f=ALPHA*x+BETA*y; 在命令窗口中输入： global ALPHA BETA ALPHA=1; BETA=2; s=wadd(1,2),4.2 M命令文件和M函数文件,.,63,4.3.1 函数所传递参数的可调性 在调用函数时，MATLAB用两个永久变量nargin和nargout分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。只要在函数文件中包含这两个变量，就可以准确地知道该函数文件被调用时的输入输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。,4.3 变量的检测传递和限权使用函数,.,64,例 nargin用法示例。 函数文件charray.m：,4.3 变量的检