matlab学习资料：第三章 matlab程序设计基础

1、,第三章 MATLAB程序设计基础,1. M文件 2. 数据的输入输出 3. 程序控制流 4. M文件调试,1. M文件,例 建立一个命令文件将变量a,b的值互换，然后运行该命令文件。 首先建立命令文件并以文件名exch.m存盘： clear; a=1:10; b=11,12,13,14;15,16,17,18; c=a;a=b;b=c; a b 然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行该命令文件。,1. M文件,1.建立新的M文件 (1)菜单操作：MATLAB命令窗口的File菜单 New菜单项 M-file命令。 (2)命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令edit。 (3)

2、命令按钮操作：单击MATLAB命令窗口工具栏上的“新建”命令按钮。 2. 编辑已有的M文件 3. M文件的分类 分类：脚本文件(Script File)和函数文件(Function File)。 主要区别。,M文件的建立和编辑,1. M文件,脚本文件 没有输入和输出 由一系列指令组成 可在命令窗口直接运行 产生的所有变量存储在workspace中。 例 test.m。,1. M文件,例 脚本M文件实例 脚本M文件实例，查找10 100所有素数。,1. M文件,%find the prime numbers between 10 and 100 clear; %clear the workspa

3、ce result=; %result save the prime numbers for ii=10:100 %define a variable which is used to mark whether ii is a prime number mark=1;%check whether ii is a prime number for jj=2:ii-1 if mod(ii, jj)=0 mark=0; break end end if mark=1 result=result i; end end result %output,1. M文件,(1) 函数文件的基本结构 函数文件由f

4、unction语句引导 其基本结构为： 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,函数文件,1. M文件,函数文件的格式说明 (1)关于函数文件名: 函数文件名与函数名也可以不相同（一般设为相同！）。当两者不同时，MATLAB将忽略函数名而确认函数文件名，因此调用时使用函数文件名。 (2)关于注释说明部分。注释说明包括三部分内容：紧随函数文件引导行之后以%开头的第一注释行。第一注释行及之后连续的注释行。与在线帮助文本相隔一空行的注释行。,函数文件的基本结构,1. M文件,函数调用的一般格式： 输出实参表=函数名(输入实参表) 注意：等号左边是方括号，右边输

5、入参数用括号,函数文件的调用,1. M文件,例5.1 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长 function s,p=fcircle(r) %FCIRCLE calculate the area and perimeter of a %r 圆半径 %s 圆面积 %p 圆周长 s=pi*r*r; p=2*pi*r; 以上函数文件以文件名fcircle.m存入D:matlab7workmas下，然后在MATLAB命令窗口调用该函数： s,p=fcircle(10),1. M文件,函数的递归调用 例：利用递归调用函数文件factor.m： function f=factor(n) if n=1 f

6、=1; else f=factor(n-1)*n; end 练习：在命令文件main3_1.m中调用函数文件factor.m求s=1!+2!+3!+4!+5!。,1. M文件,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 例：nargin用法示例,1. M文件,函数文件examp.m： function fout=charray(a,b,c) %举例说明函数文件名与函数名不同 if narg

7、in=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2; end 命令窗口： x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3),1. M文件,全局变量用命令global定义。通过全局变量可以实现MATLAB工作空间和多个函数的函数空间共享； 函数文件的内部变量是局部的，与其他函数文件及MATLAB工作空间相互隔离。,全局变量和局部变量,1. M文件,例 全局变量的使用,function y=myprocess(x) global T T=T*2; y=exp(T)*

8、sin(x);,然后在命令窗口声明全局变量，再赋值调用； global T T=0.3 T 0.3000 myprocess(pi/2) ans= 1.8221 T T= 0.6000,1. M文件,实际编程中，无论什么时候应尽量避免使用全局变量。要是用了全局变量，建议全局变量名要长，它包含所有的大写字母，并有选择地以首次出现的M文件的名字开头。如果遵循建议，则在全局变量之间不必要的互作用减至最小。 例如，如果另一函数或MATLAB工作空间说明T为全局的，那么它的值在该函数或MATLAB工作空间内可被改变，从而可能带来紊乱。,2. 数据的输入输出,input函数 disp函数 pause函数,

9、2. 数据的输入输出,调用格式为： A=input(提示信息) ； A=input(提示信息，s)； 其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据。 如果在input函数调用时采用s选项，则允许用户输入一个字符串。例如，想输入一个人的姓名，可采用命令： xm=input(What is your name?,s),input函数,2. 数据的输入输出,调用格式为 disp(输出项) 其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。 注意：用disp函数显示矩阵时将不显示矩阵的名字，而且其格式更紧密，且不留任何没有意义的空行。,disp函数,x= 1 2 3;disp(The values o

10、f x are: , num2str(x);结果显示为：The values of x are: 123 disp(x); 1 2 3,disp(The values of x are: );disp(x),2. 数据的输入输出,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);,2. 数据的输入输出,其调用格式为： pa

11、use(延迟秒数) 如果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。,pause函数,一般是为了动态观察变化过程 pause（a）暂停a秒后执行下一条指令。,若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。,3. 程序控制流,选择结构,if语句 在MATLAB中，if语句有3种格式。 switch语句 try语句,3. 程序控制流,语句格式为： 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if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,1.单分支if语句,3. 程序控制流,双分支if语句格式为： if 条件 语句组

12、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。,2.双分支if语句,3. 程序控制流,例 计算分段函数值 程序如下： x=input(请输入x的值:); if x=10 y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1); else y=x*sqrt(x+sqrt(x); end y,3. 程序控制流,多分支if语句格式为： if 条件1 语句组1 elseif 条件2 语句组2 elseif 条件m 语句组m else 语句组m+1 end,3.多分支if语句,3. 程序控制流,例 输入一个字符，若为大写字母，则输

13、出其后继字符，若为小写字母，则输出其前导字符，若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。 程序如下： c=input(请输入一个字符,s); if c=A end,3. 程序控制流,选择结构- switch语句,switch语句 其语句格式为： switch 表达式 case 值1 语句组1 case 值2 语句组2 case 值m 语句组m otherwise 语句组m+1 end,执行中，先计算表达式的值，当结果等于某个case的值时，就执行该case紧随的语句。如果所有case的值都和表达式的值不相等，则执行otherwise后面紧随的值。,3. 程序控制流,例 某商场对顾

14、客所购买的商品实行打折销售，已知打折标准，求所售商品的实际销售价格 程序如下： price=input(请输入商品价格); switch fix(price/100) case 0,1 rate=0; case 2,3,4 rate=3/100; otherwise rate=14/100; end price=price*(1-rate),3. 程序控制流,选择结构-try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lasterr变量，并转去执行语句组2。这种试探性执行语句是其他高

15、级语言所没有的。,3. 程序控制流,例 矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则会出错。先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转去求两矩阵的点乘 程序如下： A=1,2,3;4,5,6; B=7,8,9;10,11,12; try C=A*B; catch C=A.*B; end C lasterr %显示出错原因,3. 程序控制流,循环结构,循环语句 for语句 while语句 循环的嵌套,3. 程序控制流,循环结构- for语句,1. for语句 语句格式为： for index=start:increment:end statements end,3. 程序控制流,例 for循环,for循环，计

16、算1100所有整数的和,result=0; for ii=1:100 result=result+ii; end result,在MATLAB中，循环的执行效率很低。当有一个等效的数组方法来解给定的问题时，应避免用for循环。 上例则可写成result=sum(1:100),3. 程序控制流,for循环可按需要嵌套。 for n=1:5 for m=5:-1:1 A(n,m)=n2+m2; end disp(n) end A,3. 程序控制流,2. for语句 for语句更一般的格式： 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

17、语句，直至各列元素处理完毕。实际上，“表达式1:表达式2:表达式3”是一个仅为一行的矩阵(行向量)，因而列向量是单个数据。,3. 程序控制流,例 已知5个学生4门功课的成绩，求每名学生的总成绩 程序如下： s=0; a=65,76,56,78;98,83,74,85;76,67,78,79;98,58,42,73;67,89,76,87; for k=a k s=s+k; end disp(s);,3. 程序控制流,循环结构- while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

18、则跳出循环,3. 程序控制流,例 while循环,while循环，计算前n个自然数的阶乘，直到超过3位数,k=0; result=1; while result=1e3 k=k+1; result=result*k; end result,3. 程序控制流,其他常用指令,Continue Break,3. 程序控制流,通常用于for或while循环语句中,与if语句一起使用,达到跳过本次循环,去执行下一轮循环的目的。 分析下列程序，说明运行结果及原因 a=3;b=6; for i=1:3 b=b+1; if i2 continue %当if条件满足时不再执行后面语句，跳 出本次循环。 end a=a+2 %当i2时不执行该语句 end,continue语句,运行结果: a=7 b=9,3. 程序控制流,通常用于for或whi