MATLAB_3 MATLAB编程.ppt

1、1,第 3 章 MATLAB 编程,3.1概述 3.2数据类型 3.3运算符 (重点) 3.4流程控制 (重点) 3.5M 文件调试,2,3.1概述,1. M 语言的特点： 演算纸式的语言 向量化编程 解释性语言,执行效率低，开发效率高，适合进行算法开 发与验证。,3,M 文件分为脚本文件和函数文件, 脚本文件 一系列命令组成，无输入输出参数； 处理的数据或变量必须在 workspace 中。 函数文件 有输入输出参数； 不同的函数分别有自己的工作空间，有局部 变量和全局变量之分； 函数名必须和文件名一致。,4,3.2数据类型,1. MATLAB 中的常量,ans ： 默认的结果 pi ： 圆

2、周率 Inf ：无穷大 NaN ：非数 i , j ： 虚数单位,常量可以重新赋值 clear 或软件重启后恢复,5,2. 基本数值类型,整型（int8 uint8 int16 uint16）,实型,单精度型 single,双精度型 double,MATLAB 中的数据类型在使用前不用声明 MATLAB 默认的数值类型为 double，各数值类型之间可以进行强制转换,6,3. 字符串类型char, a=t; b=hello; 执行后的 workspace 为:,7, a=(31); 执行后的 workspace 为:,4. 逻辑类型 logical,8,3.3运算符,程序设计基本运算包括：算术

3、运算、关系运算、逻辑运算、赋值运算、位运算、字符串操作等。,1. 关系运算,关系运算也叫比较运算，条件为真时结果为1，条件为假时结果为 0。,操作对象：数值类型向量或矩阵 操作结果：逻辑向量或矩阵,9,标量与标量比较 a=1; b=2; ab ans = 0,标量与向量比较 a=1 2 3 4 5; 3a ans = 1 1 0 0 0 a=4 ans = 1 1 1 1 0,10,向量与向量比较 a=1 2 3 4 5; b=1 0 3 1 4; a=b ans = 1 0 1 0 0,标量与矩阵比较 M=1 2 3;4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M5

4、ans = 0 0 0 0 0 1 1 1 1,11,矩阵与矩阵比较 M=1 2 3;4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N=1 3 5;2 1 4;2 0 1 N = 1 3 5 2 1 4 2 0 1 MN ans = 0 1 1 0 0 0 0 0 0,关系运算不能在向量和矩阵之间进行。,12,2. 逻辑运算,简单逻辑运算,操作对象：逻辑、数值类型向量或矩阵 操作结果：逻辑向量或矩阵,13,标量与标量 a=3; b=0; a2 0 1;3 3 0 M = 1 3 0 2 0 1 3 3 0 M3 0 1;2 3 0 M = 1 0 2 3 0 1 2 3

5、0 N=2 0 5;3 2 0;0 1 5 N = 2 0 5 3 2 0 0 1 5, M3 3 2;0 6 8 M = 1 0 2 3 3 2 0 6 8 any(M) ans = 1 1 1 all(M) ans = 0 0 1,对矩阵进行 any 和 all 运算时按列进行操作,18,逻辑索引,例：对向量元素进行逻辑索引 a=3 5 9 8 4 6 a = 3 5 9 8 4 6 a5 ans = 0 0 1 1 0 1 a(a5) ans = 9 8 6,输出结果为 a 中所有大于 5 的元素,19,例：对矩阵元素进行逻辑索引 M=2 6 9;3 5 4 M = 2 6 9 3 5

6、4 M M(M6) ans = 2 3 5 4,输出结果为 a 中所有小于 6 的元素，按列的顺序,20,3. 赋值运算,标量赋值给向量 a=1:6 a = 1 2 3 4 5 6 a(2:4)=7 a = 1 7 7 7 5 6 a(a3)=3 a = 1 3 3 3 3 3, M=1 2 3;4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M(1,:)=10 M = 10 10 10 4 5 6 7 8 9,21,标量赋值给矩阵 M=1 2 3; 4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M(1:2,1:2)=0 M = 0 0 3 0 0 6

7、 7 8 9,22,向量赋值给向量 a=1:6 a = 1 2 3 4 5 6 a(1:3)=7 8 9 a = 7 8 9 4 5 6, M=1 2 3;4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M(2,:)=10 10 10 M = 1 2 3 10 10 10 7 8 9,23,矩阵赋值给矩阵 M=1 2 3;4 5 6;7 8 9 M = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M(1 2,2 3)=0 1;2 3 M = 1 0 1 4 2 3 7 8 9,赋值运算不能在向量和矩阵之间进行！,24,MATLAB 中的向量和矩阵对于赋值运算具有自动扩展大小的功能，

8、但应慎用！ a=1 2 3 a = 1 2 3 a(5)=4 a = 1 2 3 0 4 a(2,2)=5 a = 1 2 3 0 4 0 5 0 0 0 a(3,6)=6 a = 1 2 3 0 4 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6,25,4. 位运算,操作对象：无符号整数 操作结果：无符号整数,26,例 a=dec2bin(18) a = 10010 b=dec2bin(29) b = 11101 bitand(18,29) ans = 16 dec2bin(16) ans = 10000 bitor(18,29) ans = 31, dec2bin(31) ans =

9、11111 bitxor(18,29) ans = 15 dec2bin(15) ans = 1111 bitget(18,1) ans = 0 bitget(18,1:5) ans = 0 1 0 0 1,27, bitset(18,1) ans = 19 dec2bin(19) ans = 10011 bitset(18,1,3) ans = 19 22 bitcmp(18,8) ans = 237 dec2bin(237) ans = 11101101, bitshift(237,1) ans = 474 %左移一位，相当于乘以2 dec2bin(474) ans = 111011010

10、 bitshift(237,-1) ans = 118 %右移一位，相当于除以2再取整 dec2bin(118) ans = 1110110,28,5. 字符串操作,字符串的格式化 sprintf,例： clear; clc; for i=1:5 str=sprintf(第%d个字符串,i); disp(str); end,运行结果： 第1个字符串 第2个字符串 第3个字符串 第4个字符串 第5个字符串,29,3.4 流程控制,结构化程序设计的三种基本结构： 顺序结构、选择结构、循环结构,1. 选择结构 第一种形式： if 表达式 MATLAB语句 end,例： a=input(输入: );

11、if a0 disp(a0); end,运行程序 输入12 回车后命令窗口显示： a0,30,第二种形式： if(表达式) MATLAB语句A else MATLAB语句B end,例： clear; clc; a=input(输入:); if a0 disp(a0); else disp(a=0); end,运行程序 输入3 回车后命令窗口显示： a0,31,第三种形式：,if 表达式1 MATLAB语句A elseif 表达式2 MATLAB语句B (elseif) else MATLAB语句N end,32,score= input(输入:); if score100 disp(不合理数

12、据); elseif score60 disp(不及格); elseif score80; disp(良); else disp(优); end,运行程序，输入75 后回车，命令窗口显示： 良,33,第四种形式： switch 表达式 case 常量a:MATLAB语句A case 常量b:MATLAB语句B : : case 常量m:MATLAB语句M otherwise MATLAB语句N end,34,例： grade= input(输入:); switch grade case A disp(90100); case B disp(8089); case C disp(7079); c

13、ase D disp(6069); otherwise disp(059); end,运行程序，输入A,回车后命令窗口显示： 90100,35,2. 循环结构 第一种形式： while表达式 MATLAB语句 end,i=1; s=0; while i=100 s=s+i; i=i+1; end disp(s);,运行结果： 5050,36,第二种形式： for index = start:increment:end MATLAB语句 end,例：计算1+2+.+100 s=0; for i=1:1:100 s=s+i; end disp(s);,运行结果： 5050,37,例：1100 所有

14、奇数的和 s=0; for i=1:1:100 if(mod(i,2)=1) s=s+i; end end disp(s);,运行结果： 2500,选择语句与选择语句之间、选择语句与循环语句之间、循环语句与循环语句之间都可以嵌套。,38,3. break 和 continue 语句 break：跳出本层循环，循环结束 continue：结束本次循环，开始下一次循环，循环未结束,例：break 语句 a=1 6 3 4 2 0 6 1 4; for i=1:length(a) if a(i)=0 break; end end disp(i);,运行结果： 6,若为continue？,39,例：c

15、ontinue语句 for i=1:10 if mod(i,3)=0 continue; end disp(i); end,运行结果： 3 6 9,40,3.5 函数文件,2. 基本格式: function 输出参数列表 = 函数名(输入参数列表),MALAB 里面的函数可以有多个输出参数,1. 文件构成：以 mean.m 为例,41,多个输入参数，多个输出参数,function out1 out2=add_sub(in1,in2) %函数功能:求两个向量的和与差 out1=in1+in2; out2=in1-in2;, m,n=add_sub(1 2 3,4 5 6) m = 5 7 9 n = -3 -3 -3 a=add_sub(1 2 3,4 5 6) a = 5 7 9,42,3. 主函数和子函数 M 文件中第一个函数为主函数，其余为子函数,function out=add(in1,in2,in3)%主函数 out=add_s(in1)+add_s(in2)+add_s(in3); function out_s=add_s(in_s)%子函数 out_s=0; for i=1:length(in_s) out_s=out_s+in_s(i); end,