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1、5.1 MATLAB程序设计 5.2 应用实例,第5章 MATLAB程序设计及应用,5.1 MATLAB程序设计,5.1.1 M文件 5.1.2 脚本文件和函数文件 5.1.5 数据的输入输出 5.1.3 选择结构 5.1.4 循环结构 5.1.6 M文件调试,5.1.1 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.建立新的M文件 (1
2、)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)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 P116 4.1.2内容 分类：脚本文件(Script File)和函数文件(Function File)。 主要区别。,M文件的建立与编辑,M文件的基本结构,函数定义行 H1行 对程序的总体介绍 函数说明 对程序详细描述 程序主体 注释 解释程序功能的文字 说明：除程序主体外，其他部分以%开头。 P116 实例,1 脚本文件 没有输入和输
3、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 exam5_1.m。,5.1.2 脚本文件和函数文件,(1) 函数文件的基本结构 函数文件由function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,2 函数文件,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
4、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。,(1) 函数文件的基本结构,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，右边输入参数用括号,（2）函数文件的调用,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 circle of radii r %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c:matlab7workmas下，然后在
5、MATLAB命令窗口调用该函数： s,p=fcircle(10),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=1; else f=factor(n-1)*n; end 在命令文件main5_1.m中调用函数文件factor.m求s=1!+2!+3!+4!+5!。,（2）函数文件的调用,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
6、如何进行处理 例：nargin用法示例,（2）函数文件的调用,函数文件examp.m： function fout=charray(a,b,c) if nargin=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2; end 命令文件main5_2.m： x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3),（2）函数文件的调用,全局变量用命令global定义。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 例 全局变量应用示例。 先建立函数文
7、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),（3）全局变量和局部变量,5.1.3 数据的输入输出指令,input函数 disp函数 pause函数,input函数,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
8、令： xm=input(What is your name?,s),disp函数,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。 例5.2 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。,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),x
9、2=,num2str(x(2);,其调用格式为： pause(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。 若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。,pause函数,5.1.4 选择结构- if语句,if语句 在MATLAB中，if语句有3种格式。 switch语句 try语句,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,双分支if语句格式为： if 条件 语句组1 else 语句组2 end 当条件成立时，执
10、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,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,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,例5.2 输入一个字符，若为大写字母，则输出其后继字符，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
11、输出。 程序如下： c=input(请输入一个字符,s); if c=A end,3.多分支if语句,5.1.4 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,例 某商场对顾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; case num2
12、cell(5:9) rate=5/100; case num2cell(10:24) rate=8/100; case num2cell(25:49) rate=10/100; otherwise rate=14/100; end price=price*(1-rate),5.1.4 选择结构- switch语句,5.1.4 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级语言所没有的。,5.1.4 选择
13、结构-try语句,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：main5_3.m 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,5.1.5 循环结构,循环语句 for语句 while语句 循环的嵌套,5.1.5 循环结构- for语句,1. for语句 语句格式为： for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3 循环体语句 end,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
14、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。,5.1.5 循环结构- for语句,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 s=s+k; end disp(s);,5.1.5 循环结构- for语句,5.1.5 循环结构- while语句,while语句的一般格式为： while (条件) 循环
15、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,其他常用指令,Continue Break,continue命令,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,运行结果: a=7 b=9,i2,a=7 b=9,break命令,通常用于for或while循环语句中,
16、与if语句一起使用,中止本次循环,跳出最内层循环 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 break %当if条件满足时不再执行循环 end a=a+2 end,运行结果: a=7 b=9,i2,a=3 b=6,程序流控制语句 return指令 终止当前的命令序列，把控制返回到调用函数或键盘。 keyboard 把“控制权”交给键盘。 error和warning 显示出错和警告信息。,5.1.5 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。可以按照嵌套层数，分别叫做二重循环、三重循环等。处于内部的循环叫作内循环，处于外
