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1、实验 5 MATLAB 程序设计目的和要求(1) 熟练掌握 MATLAB 的程序流程控制结构。(2) 熟练掌握 M 文件的结构。(3) 熟练掌握函数调用和参数传递。(4) 掌握内联函数的使用。(5) 了解程序性能剖析窗口。(6) 掌握利用函数句柄进行数值计算。内容和步骤MATLAB 的语法规则简单,编程效率高。作为1 个完整的程序语言,MATLAB也有其各种程序流程控制、文件格式和函数调用的规则,通过函数的调用就能够组成庞大的程序,完成复杂的功能。1、 使用程序流程控制Fibonacci 数列的各元素为: 1、1、2、3、5、8、,满足以下关系:11F21F12nnnFFF用 M 函数文件实现
2、,数列的元素个数为输入变量。打开 M 文件编辑器窗口的方法有以下几种。(1) 按 M 函数文件格式创建文件开头。(2) 用 while 循环实现程序功能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页在命令窗口输入调用命令,调用函数结果如下。(3) 使用 for 循环实现。(4) 当某个元素大于 50 时,退出循环结构,程序修改如下。(5) 将该.m 文件生成 P 码文件。将 shiyan0501.m删除,重新运行该文件,结果如下。2、 使用调用函数计算252121 3(2 )!arcsin,arcsin4 316452( )!
3、 (21)nnxxnxxxxnn, 其中1x。x为输入参数,当x不满足条件就不计算,并显示提示;当21nx前的系数0.00001则循环结束。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页使用主函数和子函数调用来实现各项系数的运算,主函数为计算各项和;系数2(2 )!12( )! (21)nnnn作为 1 个子函数 cal;其中求阶乘!n 作为 1 个子函数factorial。cal 函数调用子函数factorial,主函数则要调用子函数cal。本程序是函数的嵌套调用。(1) 子函数 factorial 计算!n ,输入参数为 n
4、,使用 for 循环实现的阶乘,输出参数为阶乘。(2) 子函数 cal。子函数 cal 是计算系数2(2 )!12( )! (21)nnnn,输入参数是 n,输出参数是计算的结果。本函数中调用了求阶乘的子函数factorial。(3) 主函数 shiyan0502 。求主函数计算 arcsinx,输入参数为x,输出参数为 arcsinx的计算结果。当输入参数不满足条件时,退出程序。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页(4) 使用函数句柄。在命令窗口使用函数句柄来调用函数。(5) 使用全局变量。 MATLAB的编程不提倡
5、使用全局变量,此程序主要是为了查看全局变量的概念。将n 作为全局变量,子函数factorial 不修改,子函数 cal 程序和主函数 shiyan0502修改如下。子函数 cal 没有输入变量,而用全局变量n 传递。3、 利用泛函命令实现数值分析注:以函数为输入变量的命令,称为泛函命令精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页已知2( )(sin),0.1,0.5atf tt eb t ab,利用泛函命令求其过零点和极小值。(1) 使用函数调用的方法。 创建函数 shiyan0503 实现上述表达式关系。 查看该函数的输出波
6、形,如图S5.3 所示。图 S5.3 输出波形 利用函数名求过零点,在图S5.3 中可以看出在 0 的附近有 2 个过零点。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页 利用函数句柄求过零点。 利用函数句柄求极小值,由图S5.3 可知,极小值有多个,查找其中2个。(2) 使用内联函数。 创建内联函数f。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页 画曲线图。 求过零点。 求极小值。练习:1、编写 M 脚本文件,分别使用for 和 while 循环语句计算101iisumi的程序。2、编写 M 函数文件,将某班学生某门课的成绩为:60、75、85、96、52、36、86、56、94、84、77,用 switch 结构统计各分段的人数,并将各人的成绩变为用优、良、中、及格和不及格表示,统计人数和成绩变换都用子函数实现。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页