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1、第5章 程序设计和M文件,5.1 程序控制 5.2 M文件结构 5.3 函数的使用 5.4函数句柄和inline对象 5.5 函数绘图 5.6 数值分析,5.1 程序控制 5.1.1 分支控制语句,1. if 结构 if 条件1 语句段1 elseif 条件2 语句段2 else 语句段n end,例5-1 根据函数计算结果，使用if结构， 函数为 。 x=input(Input X please. x=) %从键盘输入x的值 Input X please. x=10 if x=1 y=x.2-1 elseif -1x & x1 y=0*x else y=-x.2-1 end y = 99,2
2、. switch 结构 switch 表达式 case 值1 语句段1 case值2 语句段2 . otherwise 语句段n end 说明： 将表达式依次与case后面的值进行比较，满足值的范围就执行相应的语句段，如果都不满足则执行otherwise后面的语句段； 表达式只能是标量或字符串； case后面的值可以是标量、字符串或元胞数组，如果是元胞数组则将表达式与元胞数组的所有元素进行比较，只要某个元素与表达式相等，就执行其后的语句段； switch和end必须配对使用。,例5-2 使用switch结构判断学生成绩的等级，90分以上为优，8090为良，7080为中，6070为及格，60分以
3、下为不及格。 score=98; s1=fix(score/10); %取十位数 switch s1 case 9,10 s=优 case 8 s=良 case 7 s=中 case 6 s=及格 otherwise s=不及格 end,5.1.2 循环控制语句,1. for循环 for 循环变量=array 循环体 end 说明：array可以是向量也可以是矩阵，循环执行的次数就是array的列数，每次循环中循环变量依次取array的各列并执行循环体，直到array所有列取完。 for n=1:5 %循环5次 for n=-1:0.1:1 %循环21次 for n=linspace(-2*p
4、i,2*pi,5) %循环5次 a=eye(2,3); for n=a %循环3次，n为列向量,练习,例5-4 使用for循环计算并绘制x在-5,5范围内的三段曲线，函数为,y=; for x=-5:0.1:5 if x=1 y1=x.2-1; elseif -1x plot(x,y),2. while循环 while 条件表达式 循环体 end 例5-4 使用while循环计算f(x)=sin(x)，x x=0.1; while x5 f=sin(x) x=x+log(x) end,练习,3. break和continue语句 （1）break语句 break语句使包含break的最内层fo
5、r或while循环强制终止，并立即跳出该循环结构，执行end后面的命令，break一般与if语句结合使用。 （2）continue语句 continue语句与break不同的是continue只结束本次for或while循环，而继续进行下次循环，continue一般也与if语句结合使用。,例5-6 使用for循环将字符串中的数值取出，遇到非数值则跳过。 str=The result is 100.; len=length(str); s=; for n=1:len if str(n)9|str(n)0 %非数值时 continue end s=s str(n); end,练习,5.1.3 错误
6、控制语句,try 语句段1 catch 语句段2 end 说明： 先试探地执行语句段1，如果出现错误则将错误信息赋给保留的lasterr变量，并放弃语句段1转而执行语句段2中的语句；如果语句段2正确则结束； 如果语句段1正确则不执行语句段2就结束； 当语句段1和语句段2都错误，则程序出错。 当错误控制结构运行结束后，可以调用lasterr函数查询出错信息，调用方法是“lastmsg,lastid=lasterr”，其中lastmsg保存出错信息，lastid保存错误类型。,例5-7 使用错误控制结构查看a*b的运算。, a=1 3 5; b=1 2 3; try c=a.*b catch c=
7、a.*b end lastmsg,lastid=lasterr 结果： c = 1 6 15 lastmsg = Error using = times Matrix dimensions must agree. lastid = MATLAB:dimagree,5.1.4 流程控制命令,1. return命令 return命令用于提前结束程序的执行，并立即返回到上一级调用函数或等待键盘输入命令，一般用于遇到特殊情况需要立即退出程序或终止键盘方式。 应注意当程序进入死循环时，则按Ctrl+break键来终止程序的运行。 2. keyboard命令 keyboard命令用来使程序暂停运行，等待键
8、盘命令，命令窗口出现“K”提示符，当键盘输入“return”后，程序才继续运行。keyboard命令可以用来在程序调试或程序执行时使用。 3. input命令 r=input(str,s)%从键盘中输入数据保存到变量r。,4. disp命令 disp命令是较常用的显示命令，常用来显示字符串型的信息提示。 5. pause命令 pause命令用来使程序暂停运行，当用户按任意键才继续执行。 pause(n) %暂停n秒 6 warning和error命令 在程序中可以给出错误或警告信息以提醒用户。 warning(message) %显示警告信息 error(message) %显示错误信息,练习
9、,5.2 M文件结构,MATLAB R2010a的程序如果要保存则使用扩展名是“.m”的M文件，M文件有两种即M脚本文件（Script File）和M函数文件（Function File）。,5.2.1 M文件的一般结构,1. 函数声明行 函数声明行是在M函数文件的第一行，只有M函数文件必须有，以“function”引导并指定函数名、输入和输出参数，M脚本文件没有函数声明行。 2. H1行 H1行是帮助文字的第一行。 3. 帮助文本 4. 程序代码 程序代码由MATLAB语句和注释语句构成。,在命令窗口中使用lookfor和help命令查找“ex5_9”的信息，则lookfor只显示H1行的信
10、息，而help命令显示H1行和其它注释文本 .,5.2.2 M脚本文件和M函数文件,1. M脚本文件 M脚本文件的说明如下： （1）MATLAB在运行脚本文件时，只是简单地按顺序从文件中读取一条条命令，送到MATLAB命令窗口中去执行； （2）M脚本文件运行产生的变量都驻留在MATLAB的工作空间中，可以很方便地查看变量，在命令窗口中运行的命令都可以使用这些变量； （3）脚本文件的命令可以访问工作空间的所有数据，因此要注意避免工作空间和脚本文件中的同名变量相互覆盖，一般在M脚本文件的开头使用“clear”命令清除工作空间的变量。,例5-8 在M文件编辑调试器窗口中编写M脚本文件得出10-50范
11、围内的所有素数。 %EX5_8 计算10-50内的素数 clear y1=primes(50); %获得50以内的所有素数 n=length(primes(10); %获得10以内素数的个数 y=y1(n+1:end) 在命令窗口中输入： ex5_8 y = 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 在工作空间中就可以查看到变量y1、n和y，并可以修改和使用这些变量。,2. M函数文件 M函数文件的说明如下： （1）M函数文件中的函数声明行是必不可少的； （2）M函数文件在运行过程中产生的变量都存放在函数本身的工作空间中，函数的工作空间是独立的、临时的，随具体的M函数文
12、件调用而产生并随调用结束而删除，在MATLAB运行过程中如果运行多个函数则产生多个临时的函数空间； （3）当文件执行完最后一条命令或遇到“return”命令时就结束函数文件的运行，同时函数工作空间的变量被清除； （4）一个M函数文件至少要定义一个函数。,函数声明行的格式如下： function 输出参数列表 = 函数名(输入参数列表) 说明： 函数名是函数的名称，保存时最好函数名与文件名一致，当不一致时，MATLAB以文件名为准； 输入参数列表是函数接收的输入参数，多个参数间用“,”分隔； 输出参数列表是函数运算的结果。,例5-9 将例5-7的计算行向量乘积的运算使用M函数文件保存。 func
13、tion c=ex5_9(a,b) %EX5_9(a,b) returns the product of a and b % c is the product % a is the multiplier % b is the multiplicand % copyright 2007-10-01 try c=a.*b; catch c=a.*b; end,调用该函数： z=ex5_9(1 2 3,4 5 6) z = 4 10 18,5.3 函数的使用 5.3.1 主函数和子函数,1. 主函数 一个M函数文件中可以包含一个或多个函数，主函数是出现在文件最上方的函数，即第一行声明的函数，一个M文
14、件只能有一个主函数，通常主函数名与M函数文件名相同。 2. 子函数 （1）子函数的次序无任何限制； （2）子函数只能被同一文件中的函数（主函数或子函数）调用，不能被其它文件的函数调用； （3）同一文件的主函数和子函数运行时的工作空间是相互独立的。 例5-10,5.3.2 函数的输入输出参数,1. 参数的传递 函数的参数传递是将主调函数中的变量值传给被调函数的输入参数 （1）函数参数传递的是数值 （2）被调函数的输入参数是存放在函数的工作空间中，与MATLAB的工作空间是独立的，当调用结束时函数的工作空间被清除，输入参数也被清除。,2. 输入输出参数的个数 （1）nargin和nargout函数
15、 nargin(fun) %获取函数fun的输入参数个数 nargout(fun) %获取函数fun的输出参数个数 说明：fun是函数名，可以省略，当nargin和nargout函数在函数体内时fun可省略，在函数外时fun不省略。,例5-11 当输入参数个数变化时使用nargin函数绘制不同线型的曲线。 function n=ex5_11(s1,s2) x=0:10; y=nargin*ones(11,1); hold on if nargin=0 plot(x,y) %实线曲线 elseif nargin=1 plot(x,y,s1) else plot(x,y,s1 s2) end,调用
16、命令： ex5_11 ex5_11(r) ex5_11(k,o) nargin(ex5_11) ans = 2 ex5_11(g,:,p),（2）varargin和varargout函数 varargin和varargout函数将函数调用时实际传递的参数构成元胞数组，通过访问元胞数组中各元素内容来获得输入输出变量。 function y = fun(varargin)%输入参数为varargin的函数fun function varargout = fun(x)%输出参数为varargout的函数fun,例5-12 根据输入参数的个数将例5-11中参数个数使用varargin和varargout函数，绘制不同线型的曲线，绘制的曲线与图5-6相同。 function varargout=ex5_12(varargin) x=0:10;
