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1、第四讲 MATLAB程序设计,一M文件,MATLAB有两种工作方式：,交互式的命令行工作方式,M文件的程序工作方式,M文件,用 Matlab 语言编写的程序称为 M文件，以“.m”为扩展名,M文件根据调用方式的不同可以分为两类：,M文件是由若干 Matlab 命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实现某种算法,Script file：命令文件/脚本文件,Function file：函数文件,事实上，Matlab 提供的内部函数以及各种工具箱，都是利用Matlab 语言编写的 M文件 用户也可以结合自己的工作需要，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
2、件可以带输入参数，也可以返回输出参数,命令文件对 Matlab 当前工作空间的变量进行操作，文件中所有命令的执行结果也返回到当前工作空间中； 函数文件中定义的变量为局部变量，当函数执行完后，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的名字就会顺序执行文件中的命令； 函数文件不能直接运行，要以函数调用的方式来调用,两类M文件的区别,(1) 命令文件：输入以下内容并以文件名 f2cs.m 存盘,clear； %清除当前工作空间中的变量 f=input(Please input Fahrenheit temperature:); c=5*(f-32)/9; fprin
3、tf(The Centigrade Temperature is %gn, c);,在Matlab命令窗口中输入 f2cs ，即可执行该命令文件。不用输入参数，也没有输出参数，执行完后，变量 c、f 仍保留在工作空间。（可用whos查看）,举例,例：分别用命令文件和函数文件将华氏温度转化为摄氏温度。,函数文件：建立函数文件 f2cf.m ，内容如下：,function 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，又有输出参数；函数调用完后，变量 c、f 没有被保留在工作空间。,M文件的建立与打开,M文件是一个文
4、本文件，可以用任何文本编辑器来建立和编辑，而一般使用 Matlab 自带的文本编辑器。,启动Matlab文本编辑器有三种方法：,打开已有的M文件：,1）菜单操作（open） 2）命令操作（edit 文件名） 3）命令按钮（快捷键） 4）双击 M文件,1）菜单操作（New） 2）命令操作（edit） 3）命令按钮（快捷键）,将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后在MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的命令,命令文件,例 建立一个命令文件将变量a,b的值互换。,eem文件： a=1:9; b=11,12,13;14,15,16;17,18,19; c=a;a=b;b
5、=c; a a = 11 12 13 14 15 16 17 18 19 b b = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 在MATLAB的命令窗口中输入ee，将会执行该命令文件。,命令文件,函数文件,function 输出形参表 = 函数名(输入行参表) 注释说明部分（可选） 函数体语句(必须),其中以 function开始的一行为引导行，表示该 M文件是函数文件。,特别提示：添加注释是个良好的编程习惯。,函数文件名与函数名一定要统一,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 function 语句引导，其基本结构为：,函数文件的基本结构,编写函数文件求半径为r的圆的面积和
6、周长。 (fcircle.m) function s,p=fcircle(r) %fcircle 半径为r的圆的面积和周长 %r 圆半径 %s 圆面积 %p 圆周长 %编制时间：2010年8月30日 s=pi*r*r; p=2*pi*r;,几点说明,输入与输出参数,当函数具有多个输出变量时，则以方括号括起；当函数具有多个输入变量时，则直接用圆括号括起。,函数文件内定义的变量仅在函数文件内部起作用， 当函数文件执行完成后，这些内部变量将被清除,当函数不含输出变量时，则直接略去输出部分或采用空方括号表示。,函数调用,函数调用的一般格式,函数文件编好后，就可以被其它 M文件调用了。,输出实参表 =
7、函数名(输入实参表),函数调用时，实参的顺序、个数必须与函数定义时的形参的顺序、个数一致。,函数可以嵌套调用，即一个函数可以被其它函数调用，甚至可以被它自身调用，此时称为递归调用。,举例（一）,% 函数文件 tran.m function gama,theta=tran(x,y) gama=sqrt(x*x+y*y); theta=atan(y/x);,% 调用tran.m的命令文件main.m x=input(Please input x=:); y=input(Please input y=:); gam,the=tran(x,y);,例：利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(,)
8、之间的转换。,举例（二）,% 函数文件 factor.m function f=factor(n) if (n=1) f=1; else f=n*factor(n-1); end,% 命令文件 main.m for i=1:5 fac(i)=factor(i); end,例：利用函数的递归调用计算 n!,程序运行结果是： fac = 1 2 6 24 120,程序的调试,1.MATLAB的主程序的调试： MATLAB的查错能力很强，加上工作空间中变量的保存和显示功能不需要专门的调试命令，因此，主程序的调试很方便地进行。 2.函数程序的调试： 因为在函数程序中出错而停机时，其变量不作保存。虽然它
9、也会指出出错的语句，但因为子程序中的变量(局部变量)在程序执行完毕后会自动消失，其它现场数据又无记录，会给调试带来很大困难。可采用下列措施：,程序的调试,(1)把某些分号改为逗号，使中间结果能显示在屏幕上，作为查错的依据。 (2)在子程序中适当部位加keyboard命令，到了此处，系统会暂停而等待用户键入命令。这时子程序中的变量还存于工作空间中，可以对它进行检查。,(3)将函数文件的第一行前加“%”号，使它成为程序文件来作初步调试。第一行中的输入变元，可改用input或赋值语句来输入，调试好后再改回为函数文件。,二数据的输入输出,二数据的输入输出,数据的输入： input,A=input(提示
10、信息)；其中提示信息为字符串,A=input(提示信息，s)；允许用户输入字符串,name=input(Whats your name? ，s),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) 将该程序以aa.m文件存盘，然后运行aa.m文件。,【例】 求一元二次方程a2 +bx+c=0的根。,数据的输出： disp,disp(X); 其中 X 是字符串或矩阵,程序的暂停： pause,pause(n)；,若想强行中止程序的运行，可以使用 Ctrl+c,其中
11、 n 是延迟时间，以秒为单位；也可以直接使用pause，则将暂停程序，直到用户按任一键后继续。,pause off: 屏蔽程序中所有 pause 的作用； pause on: 打开 pause 的作用。,二数据的输入输出,例如 A=Hello,MATLAB; disp(A) 输出为： Hello,MATLAB,三程序控制结构,三程序控制结构,程序控制结构有三种 顺序结构 选择结构 循环结构,程序控制结构,任何复杂的程序都可以由 这三种基本结构构成。,（一）顺序结构,按排列顺序依次执行，直到程序的最后一个语句。 这是最简单的一种程序结构，一般涉及数据的输入、数据的计算或处理、数据的输出等。,顺序
12、结构,根据给定的条件是否成立而分别执行不同的语句,单分支,if expr （条件） statement （语句组） end,if 语句,（二）选择结构,Matlab 用于实现选择结构的语句有 if 和 switch 语句,双分支,if expr （条件） statement1（语句组1） else statement2（语句组2） end,多分支：,if expr1（条件 1） statement1（语句组 1） elseif expr2（条件 2） statement2（语句组 2） . . elseif exprm（条件 m） statementm（语句组 m） else statemen
13、t（语句组） end,if 语句,elseif 可以出现多个，但 else 只能有一个！,switch 语句,根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句。,switch expr（表达式） case expr1（表达式 1） statement1（语句组 1） case expr2（表达式 2） statement2（语句组 2） . . case exprm（表达式 m） statementm（语句组 m） otherwise statement （语句组） end,当任意一个分支的语句执行完后，直接执行 switch 语句后面的语句。,switch 子句后面的表达式可以是一个标量或字符串；c
14、ase 子句后面的表达式可以是标量或字符串，也可以是一个单元（cell），此时表达式的值等于该单元中的某个元素时，执行相应的语句组。,switch 语句（续）,【例】 输入三角形的三条边，求面积。,A=input(请输入三角形的三条边：); if A(1)+A(2)A(3) else disp(不能构成一个三角形。) end 运行： 请输入三角形的三条边：4 5 6 9.9216,【例】 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，若为其他字符则原样输出。,clc c=input(请输入字符：,s); if c=A end,【例】根据变量 num 的值来决定显
15、示的内容。,clc num=input(请输入一个数：); switch num case -1 disp(I am a teacher.); case 0 disp(I am a student.); case 1 disp(You are a teacher.); otherwise disp(You are a student.); end,选择结构,try语句 格式： 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。,选择结构,【例】矩阵乘法运算要求两矩阵的维
16、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,三、循环结构,循环结构是按照给定的条件，重复执行指定的语句,for 语句,for variable = expr（表达式） statement（循环体语句） end,循环变量,expr 可以是行向量，也可以是矩阵。 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3,Matlab 用于实现循环结构的语句有for语句和while语句,在 Matlab 编程中，采用循环会降低程序的执行速度，应尽量避免使用，或用其它方式代替，如向量运算等。,三、循环语句,注意： 1)for循环不能用f
