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1、MATLAB程序设计,Matlab语言体系是Matlab的重要组成部分之一，Matlab为用户提供了具有条件控制、函数调用、数据输入输出及面向对象等特性的高层的，完备的编程语言。 Matlab语言语法简单，程序调试和维护容易，其编程效率远远高于C等高级语言。,主要内容,Matlab的工作模式 M文件的创建与打开 Matlab程序结构 函数文件 程序的调试,1. Matlab的工作方式有两种：,1）交互式的指令行操作方式 用户在命令窗口中按照Matlab的语法规则输入命令行并按下回车键后，系统将执行该命令并及时给出运算结果。该方式简便易行，非常适合于简单问题的数学演算、结果分析及测试。 缺点：
2、命令行操作时，Matlab窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。 命令行方式程序可读性差，而且不能存储。,2）M文件的编程工作方式 用户通过命令窗口中调用M文件，从而实现一次执行多条Matlab语句的方式。 M文件是由Matlab语句（命令行）构成的ASCII码文本文件。 M文件中的语句应符合Matlab的语法规则，且文件名必须以.m为扩展名，如：eg_moive.m。 用户可以用任何文本编辑器来对M文件进行编辑。,M文件的作用是：当用户在命令窗口中输入已编辑并保存的M文件的文件名并按下回车键后，系统将搜索该文件，若该文件存在，系统将按M文件中的语句所规定的计算任务以解释的方式逐一执行语句
3、，从而实现用户要求的特定功能。 M文件又分两类： 命令M文件(命令文件) 独立的m文件 函数M文件(函数文件) 可调用的m文件,命令文件：,运行命令文件的效果等价于从Matlab命令窗口中按顺序逐条输入并运行文件的指令。 特点： 可以访问Matlab当前工作空间中的所有变量和数据 命令文件中运行过程中创建或定义的变量均被保存在工作空间。 没有输入输出参数 因此，命令文件通常作为主程序来设计。,命令文件包括两部分：注释文件和程序文件 %RANK Number of linearly independent rows or columns. % K = RANK(X) is the number
4、of singular values of X % that are larger than MAX(SIZE(X) * NORM(X) * EPS. % K = RANK(X,tol) is the number of singular values of X that % are larger than tol. % Copyright (c) 1984-94 by The MathWorks, Inc. s = svd(x); if (nargin = 1) tol = max(size(x) * max(s) * eps; end r = sum(s tol);,程序部分,函数文件,也
5、是由Matlab语句(命令行)构成的ASCII码文本文件 Matlab用户可以根据需要编辑自己的m文件，它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大地扩展了Matlab 的能力。 对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文件，则可形成新的工具箱。 这种用Matlab语言创建定义新的Matlab函数的功能，正体现了Matlab语言强大的扩展功能。,函数m文件的格式： function 返回变量=函数名（输入变量） 注释说明语句段 程序语句段 特定规则： 函数m文件第一行必须以单词function作为引导词，必须遵循如下形式： function =() m文件的文件名必须是 .m。 程序中的变量均为局部
6、变量，不保存在工作空间中。其变量只在函数运行期间有效。,2. m文件的创建与打开,M文件是一个普通文本文件，它可以用任何编辑程 序来建立和编辑，最为方便的是使用Matlab提供的 文本编辑器。 1）建立新的M文件 建立新的M文件，启动Matlab文本编辑器有3种方法：,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。 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。 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
7、本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,2）打开已有的M文件 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。 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。 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。,3. Matlab的程序结构,Matlab的控制语句同c语言有相似之处, 但没有c 语言复杂、灵活和多变。因而语法比较简单，容易掌握。 Mat
8、lab语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分为顺序结构，循环结构，分支结构。,1）顺序结构 依次顺序执行程序的条语句,数据的输入 使用input函数从键盘输入数据，调用格式为： A=input(提示信息，选项)； 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(Whats your name?,s);,B,A,数据的输出,Matlab提供的命令窗口输出函数主要有disp函数，其调用格式为： disp(输出项) 其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。,例2： 输
9、入x,y的值，并将它们的值互换后输出。 程序如下： x=input(Input x please.); y=input(Input y please.); z=x; x=y; y=z; disp(x); disp(y);,例3 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）选择结构,if语句 在Matlab中，if语
10、句有4种格式。 (1).单分支if语句 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。,假,if (条件表达式) 语句； end,if (条件表达式) 语句； 语句； ,if (条件表达式) 语句； 语句； end,(2). if语句的双分支选择结构,if (条件表达式) 语句1； else 语句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。,if语句的双分支形式，在语法上视为一条语句。,例4: 计算分段函数的值。 程序如下： x=input(请输入x的值:); i
11、f x=0 y= (x+sqrt(pi)/exp(2); else y=log(x+sqrt(1+x*x)/2; end,(3). if语句的多分支选择结构,执行过程：,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n； end,(4). if语句的二层嵌套结构,if(表达式1) if(表达式1_2) 语句1_1； else 语句1_2； end else if(表达式2_1) 语句2_1； else 语句2_2； end,if语句是根据表达式的值是否为0来判断执行哪一分支的，某些情况下，要根据表达式的不同值来判断执行哪一分支，如
12、表达式的值为1,2,3时，分别执行不同的操作。虽然也可以用多条if语句来完成这一工作，但Matlab语言中提供了一条switch语句，可以更方便的完成。,switch语句（开关分支语句）,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,switch语句根据表达式的取值不同， 分别执行不同的语句， 其语句格式为：,例6 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
13、%折扣 1000price2500 8%折扣 2500price5000 10%折扣 5000price 14%折扣 输入所售商品的价格，求其实际销售价格。,price=input(请输入商品价格); switch fix(price/100) case 0,1 %价格小于200 rate=0; case 2,3,4 %价格大于等于200但小于500 rate=3/100; case num2cell(5:9) %价格大于等于500但小于1000 rate=5/100; case num2cell(10:24) %价格大于等于1000但小于2500 rate=8/100; case num2c
14、ell(25:49) %价格大于等于2500但小于5000 rate=10/100; otherwise %价格大于等于5000 rate=14/100; end price=price*(1-rate) %输出商品实际销售价格,2）循环结构重复执行的一组语句,for语句,for(表达式1;表达式2;表达式3) 循环体语句； end,1.计算表达式1，通常用于循环开始前设置变量初值。 2.计算表达式2，值为0则结束循环，否则执行第3步。 3.执行循环体语句。 4.计算表达式3，返回第2步。,for i = 表达式,1.表达式为一个向量 2.依次将向量的的各元素赋给循环变量 3.执行循环体语句，
15、直至向量中各元素处理完毕。,例8：利用for循环求1！+2！+3！+ +5！的值 sum=0; for i=1:5 pdr=1; for k=1:i pdr=pdr*k; end sum=sum+pdr; end,2）循环结构重复执行的一组语句,for语句,for(表达式1;表达式2;表达式3) 循环体语句； end,1.计算表达式1，通常用于循环开始前设置变量初值。 2.计算表达式2，值为0则结束循环，否则执行第3步。 3.执行循环体语句。 4.计算表达式3，返回第2步。,for i = 表达式,for i = 矩阵表达式,1.表达式为一个向量 2.依次将向量的的各元素赋给循环变量 3.执行
16、循环体语句，直至向量中各元素处理完毕。,1.表达式为一个矩阵 2.依次将矩阵的各列元素赋给循环变量 3.执行循环体语句，直至向量中各元素处理完毕。,例10 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; for k=a s=s+k; end disp(s);,while语句,执行过程： 表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般运算组成。 若表达式的值非0 ，则执行循环体语句， 执行后再判断条件是否成立，直到表达式值为0 ，循环停止。,while (表达式) 循环体语句 end,例11：用while循环求1100间整数的和 sum=0; i=1; while i=100 sum=sum+i; i=i+
