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1、MATLAB 程式設計入門篇程式流程控制張智星http:/www.cs.nthu.edu.tw/jang清大資工系 多媒體檢索實驗室MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制16-1 迴圈指令nMATLAB 提供兩種迴圈指令，一種是 for 迴圈（For Loop），另一種是 while 迴圈（While Loop）。nfor 迴圈的使用語法如下： for 變數 = 向量, 運算式 endn其中變數的值會被依次設定為向量的每一個元素值，來執行介於 for和 end 之間的運算式。n另一種 for 迴圈的使用語法如下：for 變數 = 矩陣,運算式 endn此時變數的值會被依次設定為矩陣的每一個
2、直行，來執行介於 for 和 end 之間的運算式。nwhile 迴圈使用語法如下：while 條件式運算式；endMATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例一n下列 for 迴圈會產生一個長度為 6 的調和數列（Harmonic Sequence）：n範例16-1 : forLoop01.mx = zeros(1,6);% 變數 x 是一個 16 大小的零矩陣 for i = 1:6x(i) = 1/i;endx% 顯示 xx = 1.0000 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667n在上例中，矩陣 x 最初是一個 16 大小的零矩陣，在 fo
3、r 迴圈中，變數 i 的值依次是 1 到 6，因此矩陣 x 的第 i 個元素的值依次被設為 1/i。n我們接著可用分數形式來顯示此數列： format rat% 使用分數形式來顯式數使用分數形式來顯式數值值 disp(x) 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例二nfor 迴圈可以是多層或巢狀式（Nested）的，在下例中即產生一個 66 的Hilbert 矩陣 h，其中為於第 i 列、第 j 行的元素為 ：n範例16-2 : forLoop02.mh = zeros(6);% 變數 x 是一個 66 大小的零矩陣for i =
4、1:6for j = 1:6h(i,j) = 1/(i+j-1);endendformat rat% 使用分數形式來顯式所有數值h% 顯示 hh = 1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例三n在下例中，for 迴圈列出先前產生的 Hilbert 矩陣的每一直行的平方和：n範例16-3 :
5、forLoop01.mformat short% 回到預設形式來顯式所有數值for i = hdisp(norm(i)2); % 印出每一行的平方和End1.49140.51180.27740.17870.12620.0944n在上例中，由於 h 是一個矩陣，因此每一次 i 的值就是矩陣 h 的一直行的內容。MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例四n若要跳出 for 迴圈，可用 break 指令。例如，若要找出最小的 n 值，滿足 n! 10100，可輸入如下：n範例16-4 : break01.mfor i = 1:1000if prod(1:i) 1e100fprin
6、tf(%g! = %e 1e100n, i, prod(1:i);break;% 跳出 for 迴圈endend70! = 1.197857e+100 1e100 MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例五n在一個迴圈內若要直接跳至到此迴圈下一回合的執行，可使用 continue 指令。n範例16-5 : continue01.mx = 1 -2 3 -4 5;posTotal = 0;for i = 1:length(x)if x(i)0, continue; end % 若 x(i) 小於零，跳到此迴圈的下一回合posTotal=posTotal+x(i);endpos
7、Total% 顯示 posTotal 的值posTotal = 9n上述範例中，我們計算向量 x 的正元素的總和，因此只要遇到 x(i) 是負數，即可使用 continue 指令來直接跳到此迴圈的下一個回合來繼續執行。Continue 指令從MATLAB 6.x 才開始支援，若是使用 MATLAB 5.x，可用 ifthenelse 來達到相同的功能。MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例六n先前產生調和數列的例子，亦可用 while 迴圈改寫如下：n範例16-6 : while01.mx = zeros(1,6);i = 1;while i 10100 ，可輸入如下：n
8、範例16-7 : while02.mn = 1;while prod(1:n) 1e100n, n, prod(1:n);70! = 1.197857e+100 1e100 n與前述的 for 迴圈相同，在任何時刻若要跳出 while 迴圈，亦可使用 break 指令；若要跳到下一回合的 while 迴圈，也可以使用 continue 指令。n無論是 for 或 while 迴圈，均會降低 MATLAB 的執行速度，因此盡量使用向量化的運算（Vectorized Operations）而盡量少用迴圈。nbreak 指令若用在多重迴圈中，每次只跳出包含break指令的最內部迴圈。MATLAB 程
9、式設計入門篇：程式流程控制16-2 條件指令nMATLAB 支援二種條件指令（Branching Command，或中譯成分支指令），一種是 if-then-else 條件指令，另一種是 MATLAB 在第五版之後開始支援的 switch - case - otherwise 條件指令，以下分述之。n最常用的條件指令是 if - then - else，其使用語法為：if條件式運算式一;else運算式二;endn當條件式成立時，MATLAB 將執行運算式一，否則，就執行運算式二。若不需使用運算式二，則可直接省略 else 和運算式二。 MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範
10、例八n在數值運算的過程中，若變數值為 NaN（即 Not A Number ）時，我們要立刻印出警告訊息，可輸入如下例：n範例16-8 : if01.mx = 0/0;if isnan(x)disp(Warning: NaN detected!);endWarning: Divide by zero.Warning: NaN detected!n在上例中，第一個警告訊息是 MATLAB 自動產生的，第二個警告訊息則是我們的程式碼產生的，其中 isnan(x) 可用於判斷 x 是否為 NaN，若是，則傳回 1（真），否則即傳回 0（偽）。MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範
11、例九n在下例中，我們可根據向量 y 的元素值為奇數或偶數，來顯示不同的訊息：n範例16-9 : if02.my = 0 3 4 1 6;for i = 1:length(y)if rem(y(i), 2)=0fprintf(y(%g) = %g is even.n, i, y(i);elsefprintf(y(%g) = %g is odd.n, i, y(i);endendy(1) = 0 is even.y(2) = 3 is odd.y(3) = 4 is even.y(4) = 1 is odd.y(5) = 6 is even. n上述的 if - then - else 為雙向條件
12、，亦即程式只會執行運算式一或運算式 二，不會有第三種可能。MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例十nMATLAB 亦可執行多向條件，若要進行更多向的條件，只需一再重覆 elseif 即可。例如，欲判斷 y 向量之元素是屬於 3n、3n1、 或 3n+2，可輸入如下：n範例16-10 : if03.my = 3 4 5 9 2;for i = 1:length(y)if rem(y(i),3)=0fprintf(y(%g)=%g is 3n.n, i, y(i);elseif rem(y(i), 3)=1fprintf(y(%g)=%g is 3n+1.n, i , y(i
13、);elsefprintf(y(%g)=%g is 3n+2.n, i , y(i);endendy(1)=3 is 3n.y(2)=4 is 3n+1.y(3)=5 is 3n+2.y(4)=9 is 3n.y(5)=2 is 3n+2.MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制switch-case-otherwise 指令nMATLAB 在第五版開始支援 switch-case-otherwise 的多向條件指令，其使用語法如下：switch expressioncase value(1) statement(1)case value(2) statement(2)case value(
14、n-1) statement(n-1)otherwise statement(n)endn在上述語法中，expression 為一數值或字串，當其值和 value(k) 相等時，MATLAB 即執行 statement(k) 並跳出 switch 指令。若 expression 不等於 value(k)，k=1, 2, , n-1，則 MATLAB 會執行 statement(n) 並跳出 switch 指令。 MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例十一n欲根據月份來判斷其季別，可輸入如下：n 範例16-11 : switch01.mfor month = 1:12swi
15、tch monthcase 3,4,5season = Spring;case 6,7,8season = Summer;case 9,10,11season = Autumn;case 12,1,2season = Winter;endfprintf(Month %d = %s.n, month, season);endMonth 1 = Winter. . . . . . .Month 12 = Winter.MATLAB 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例十二n如果 expression 是字串，那麼若要在 case 之後比對多個字串，就必需使用字串的異值陣列（Cell Ar
16、rey of Strings）：n範例16-12 : switch02.mmonth = Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Jul, Aug, Sep;for i = 1:length(month)switch monthicase Mar,Apr,Mayseason = Spring;case Jun,Jul,Augseason = Summer;case Sep,Oct,Novseason = Autumn;case Dec,Jan,Febseason = Winter;endfprintf(%s is %s.n, monthi, season);endMATLA
17、B 程式設計入門篇：程式流程控制程式流程控制之範例十二n上述範例output如下:Jan is Winter.Feb is Winter.Mar is Spring.Apr is Spring.May is Spring.Jun is Summer.Jul is Summer.Aug is Summer.Sep is Autumn.nMATLAB 的 switch 指令和 C 語言的 switch 指令略有差別：在 C 語言的 switch 敘述內，每個 case 敘述需加上 break 以跳出該 switch 敘述，而在 MATLAB 則不必多此一舉。n一般而言，switchcaseotherwise 的執行效率優於 ifthenelse 。
