第4讲 程序设计.ppt

1、第四讲是关于Matlab编程，即m文件。Matlab有两种工作模式：交互式命令行工作模式、m文件工作模式和m文件。用MATLAB语言编写的程序称为m文件。m”作为扩展名。根据不同的调用方式，m文件可以分为两类：m文件由多个MATLAB命令组成。它可以完成一些操作和实现一些算法，如脚本文件：命令文件/脚本文件，函数文件：函数文件。事实上，Matlab提供的内部函数和各种工具箱都是用Matlab语言编写的M文件。用户也可以根据自己的工作需要开发自己的程序或工具箱。命令文件没有输入参数，也不返回输出参数；函数文件可以接受输入参数或返回输出参数。命令文件操作Matlab当前工作空间中的变量，文件中所有

2、命令的执行结果也返回到当前工作空间。函数文件中定义的变量是局部变量。函数执行后，这些变量被清除，命令文件可以直接运行。在Matlab命令窗口中输入文件名将依次执行文件中的命令。函数文件不能直接运行，应该以函数调用的方式调用。两种类型的M文件的区别是：(1)命令文件：输入以下内容并保存在文件名f2cs.m中，清除；%清除当前工作空间中的变量f=输入(请输入华氏温度：)；c=5 *(f-32)/9；打印(摄氏温度为%gn，c)；在Matlab命令窗口中输入f2cs以执行命令文件。没有输入参数，也没有输出参数。执行之后，变量c和f保留在工作空间中。例如：使用命令文件和函数文件分别将华氏温度转换为摄氏

3、温度。函数文件：建立函数文件f2cf.m，其内容如下：函数c=f2cf(f)c=5 *(f-32)/9；在Matlab命令窗口中输入f2cf(200)。调用该函数时，既有输入参数，也有输出参数；在函数调用之后，变量c和f不保存在工作空间中。m文件是一个文本文件，可以由任何文本编辑器创建和编辑，但通常使用Matlab的文本编辑器。启动Matlab文本编辑器有三种方法：打开现有的m文件；1)打开菜单；2)编辑文件名；3)命令按钮；4)双击m文件；1)新建2)菜单；2)编辑命令；3)将要运行的命令编辑成一个命令，eem文件：a=1:9b=11，12，13；14，15，16；17，18，19；c=a；

4、a=b；b=c；a=11 12 13 14 15 16 17 18 19b b=1 2 3 4 5 6 7 8 9在MATLAB的命令窗口中输入ee，命令文件将被执行。命令文件，函数文件，函数输出参数表=函数名(输入行参数表)注释描述部分(可选)函数体语句(必需)，其中以函数开始的一行引导该行，表示m文件是一个函数文件。特别注意：添加注释是一个好的编程习惯。文件名和函数名必须统一，函数名的命名规则与变量名相同(必须以字母开头)。函数文件由函数语句指导，其基本结构是：函数文件的基本结构，编写函数文件来计算半径为r的圆的面积和周长。函数s，p=半径为r %r的圆的面积和周长圆半径%s圆面积%p圆周

5、长%编译时间：2010年8月30日s=* r * r；p=2 * pi * r；几种解释，输入和输出参数，当函数有多个输出变量时，它被括在方括号中；当一个函数有多个输入变量时，它直接用括号括起来。函数文件中定义的变量只在函数文件中工作。当函数文件被执行时，这些内部变量将被清除。当函数不包含输出变量时，输出部分将被直接省略或用空方括号表示。，函数调用，函数调用的通用格式，函数文件编译后，可以被其他M文件调用。输出参数表=函数名(输入参数表)。调用函数时，参数的顺序和数量必须与定义函数时形式参数的顺序和数量一致。函数可以被嵌套调用，也就是说，一个函数可以被其他函数调用，甚至可以被它自己调用，这在此

6、时被称为递归调用。示例(1)，%函数文件tran.m函数gama，theta=tran (x，y)gama=sqrt(x * x y * y)；=atan(y/x)；%调用tran.m的命令文件main.m x=输入(请输入x=:)；y=输入(请输入y=:)；gam，the=tran(x，y)；示例：使用函数文件实现直角坐标(x，y)和极坐标(，)之间的转换。例如(2)，%函数文件因子。如果(n=1) f=1，m函数f=因子(n );否则f=n *因子(n-1)；结束，%命令文件主模式为I=1:5fac (I)=因子(I)；结束，示例：计算n！程序运行结果为：fac=1 2 6 24 120，

7、程序调试，1。MATLAB主程序调试：MATLAB具有很强的检错能力，在工作空间中保存和显示变量的功能不需要特殊的调试命令，所以主程序调试非常方便。2.函数程序的调试：当机器因为函数程序中的错误而停止时，它的变量不会被保存。虽然也会指出错误的语句，但子程序中的变量(局部变量)在程序执行后会自动消失，其他字段数据也不会被记录，这给调试带来很大的困难。可以采取以下措施：(1)将一些分号改为逗号，以便将中间结果显示在屏幕上，作为错误检查的基础。(2)在子程序的适当位置添加键盘命令。当您到达这里时，系统将暂停并等待用户键入命令。此时，子程序中的变量仍然存在于工作空间中，所以您可以检查它。(3)将“%”

8、放在函数文件的第一行之前，使其成为一个用于初步调试的程序文件。第一行中的输入参数可以通过使用input或赋值语句来输入，然后在调试后更改回函数文件。两个数据输入和输出，两个数据输入和输出，数据输入：输入，A=输入(提示信息)；提示信息为字符串，A=输入(提示信息)；允许用户输入字符串，名称=输入(你叫什么名字？s)，a=输入(a=？)；b=输入(b=？)；c=输入(c=？)；d=b * b-4 * a * c；X=(-b sqrt (d)/(2 * a)，(-b sqrt (d)/(2 * a)将程序保存为aa.m文件，然后运行aa.m文件。求二次方程a2 bx c=0的根。数据输出：显示，显

9、示(X)；其中x是字符串或矩阵，程序暂停：暂停，暂停(n)；如果你想强制暂停程序的运行，你可以使用Ctrl c，其中n是以秒为单位的延迟时间；您也可以直接使用暂停，然后程序将暂停，直到用户按下任何键，然后继续。pause off:屏蔽程序中所有暂停的作用；暂停：打开暂停功能。两个数据的输入和输出，如A=你好，MATLAB显示输出是：你好，MATLAB，三个程序控制结构，三个程序控制结构，三种序列结构选择结构，循环结构和程序控制结构，任何复杂的程序都可以由这三种基本结构组成。(a)序列结构，按照执行的顺序，直到程序的最后一条语句。这是最简单的程序结构，一般涉及数据输入、数据计算或处理、数据输出等

10、。序列结构，根据给定条件是否成立，分别执行不同的语句，单分支，if expr语句结束，if语句(2)选择结构，以及Matlab用来实现选择结构的语句包括if和switch语句，双分支，If expr(条件)语句1(语句组1) else语句2(语句组2)结束，多分支：If expr1(条件1)语句1(语句组1) elseif expr2(条件2)语句2(语句组2).elseif exprm(条件m) statementm(语句组m) else语句end，if语句，可以有多个elseif，但只能有一个elseif！switch语句，根据表达式的不同值，分别执行不同的语句。，switch expr(

11、expression)case expr 1(expression 1)statement 1(statement group 1)case expr 2(expression group 2)statement 2(expression group 2).否则语句(语句组)结束，当执行任何分支语句时，直接执行下面的switch语句switch子句后的表达式可以是标量或字符串；case子句后的表达式可以是标量、字符串或单元格。当表达式的值等于单元格中的元素时，将执行相应的语句组。Switch语句(续)，示例输入三角形的三条边并计算面积。A=输入(请输入三角形的三条边):如果一个(1)一个(2)

12、一个(3)不能形成一个三角形。)结束运行：请输入三角形的三条边：4 5 6 9.9216。示例输入一个字符。如果是大写字母，输出其后的字符；如果是小写字母，输出其前导字符；如果是其他字符，按原样输出。clc c=输入(请输入字符：s)；如果c=A结束，示例根据变量num的值，确定显示的内容。clc num=输入(请输入一个数字：我是一名教师。)；我是一名学生。)；案例1显示(你是一名教师。)；否则，你是学生。)；结束，选择结构，try语句格式：try语句组1捕获语句组2结束try语句首先暂时执行语句组1，如果语句组1在执行过程中有错误，将错误信息分配给保留的lasterr变量，然后转到执行语句

13、组2。选择结构。矩阵乘法要求两个矩阵的维数一致，否则会出现错误。首先，求两个矩阵的乘积。如果有错误，它会自动转向寻找两个矩阵的点乘。程序如下：=1，2，3；4，5，6；B=7，8，9；10，11，12；试一试。C=a * B；显示错误原因。第三，循环结构是重复执行指定的语句，for语句，for变量=expr (expression)语句结束，并根据给定的条件循环变量。表达式可以是行向量或矩阵。循环变量=表达式1:表达式2:表达式3，在Matlab中用来实现循环结构的语句包括for语句和while语句。在MATLAB编程中，使用循环会降低程序的执行速度，因此应该避免使用或用其他方法代替，如矢量运

14、算。第三，循环语句，注意：1)不能通过在for循环中重新分配循环变量n来终止for循环。对于n=1:10 x(n)=sin(n * pi/10)；n=10End 2)语句1:10是一个标准的MATLAB数组创建语句，它接受for循环中任何有效的MATLAB数组。数据=3 9 45 6；7 16 1 5；对于n=数据x=n(1)-n(2)结束，对于循环语句，3)对于循环可以根据需要嵌套，对于n=1:5对于m=5:-1:1s (n，m)=N2 m2；end disp end，s=2 5 10 17 26 5 8 13 29 10 13 18 25 34 17 20 32 41 26 29 34 4

15、1 50，4)当有一个等价数组来解决给定的问题时，我们应该避免使用FOR循环，例如，上面注释1中的示例可以重写为n=1:10x=sin(n * pi/10)；5)为了获得最大速度，应该在执行for循环(while loop)之前预先分配阵列。如注释3所示，S=)应在循环前执行；而expr语句、end、break和continue语句以及break语句用于终止循环的执行。continue语句控制跳过循环体中的一些语句并继续下一个循环。中断和继续通常与if语句一起使用。循环语句可以嵌套，while循环：while循环。如果循环结构的循环体包含循环结构，则称为循环嵌套或多重循环结构。多个循环的嵌套级别可以是任意的。根据嵌套层数，它可以被称为双环、三环等。内环叫做内环，外环叫做外环。圆形嵌套；找出100，1000以内的所有素数。，clc清零n=0；对于