《matlab编程初步PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《matlab编程初步PPT课件（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、MATLAB编程初步编程初步2024年7月29日2Matlab 编程入门编程入门q Matlab 编程简介编程简介u Matlab 作为一种广泛应用于科学计算的工具软件，不仅具有强大的数值计算、符号计算、矩阵运算能力和丰富的绘图功能，同时也具有和 C、FORTRAN 等高级语言一样进行程序设计。u 在 Matlab 程序设计中，要充分利用 Matlab 数据结构的特点，提高编程效率。u 利用 Matlab 的程序控制功能，可以将有关 Matlab 命令编成程序存储在一个文件中（M 文件），然后在命令窗口中运行该文件，Matlab 就会自动依次执行文件中的命令，直到全部命令执行完毕。2024年7
2、月29日3q 用 Matlab 语言编写的程序称为 M 文件。q 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。事实上，Matlab 提供的内部函数以及各种工具箱，都是利用 Matlab 语言开发的 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。q M 文件根据调用方式的不同可以分为两类：u Script：脚本文件/命令文件 u Function：函数文件 M 文件文件q M 文件以 .m 为扩展名。M脚本文件脚本文件M函数文件函数文件脚本文件与函数文件的区别脚本文件与函数文件的区别2024年7月29日7q M 文件是一个文本文
3、件，可以用任何文本编辑器来建立和编辑，通常使用 Matlab 自带的 M 文件编辑器。M 文件的建立与打开文件的建立与打开q 新建一个 M 文件u 菜单操作 ( File New M-File )u 命令操作 ( edit M 文件名 )u 命令按钮 ( 快捷键 )q 打开已有的 M 文件u 菜单操作 ( File Open )u 命令操作 ( edit M 文件名 )u 命令按钮 ( 快捷键 )u 双击 M 文件 M文件路径的加载文件路径的加载n通过修改current directory选项将M文件所在底层文件夹加载进来才可以使用。n 点击后面的符号即可修改路径。2024年7月29日9u 在
4、命令窗口中输入 f2cs，即可执行该 M 文件。例：编写一个脚本文件将华氏温度转化为摄氏温度脚本文件举例脚本文件举例clear; % 清除当前工作空间中的变量清除当前工作空间中的变量f=input(Please input Fahrenheit temperature:);c=5*(f-32)/9;fprintf(The centigrade temperature is %gn,c);u 新建一个 M 文件 f2cs.m，内容如下：脚本文件运行后，文件中所产生的所有变量都驻留在所有变量都驻留在 Matlab 当当前工作空间前工作空间，可以用 whos 查看。2024年7月29日10关系运算关
5、系运算小于大于=大于等于=等于=不等于l 比较大小，如果结论是 真真 则返回 1 ，否则返回 0l 注意 = 与 = 的区别l 关系操作符能用来比较两个同样大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量，在后一种情况，标量和数组中的每一个元素相比较，比较结果与数组大小一样。q 关系关系运算符运算符2024年7月29日11例：例：关系运算关系运算举例举例 2+2=4 ans=1 23 ans=0 A=1 3 5; 2 0 6; A=1 3 5 B=3 1 0 ans=0 1 1 B=3 1 0; 2 4 6; 2 0 6 2 4 6 1 0 1 A=B x=5 0; 4 2; x=5 0 ans=0
6、1 xany(A) any按列运算A=0 2 ans=1 1 3 4 all(A) 5 6 ans=0 1 all也按列运算2024年7月29日15q 程序控制结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。任何复杂的程序都由这三种基本结构组成。u 顺序结构顺序结构M文件控制流文件控制流l 按排列顺序依次执行各条语句，直到程序的最后。l 这是最简单的一种程序结构，一般涉及数据的输入输出、数据的计算或处理等。2024年7月29日16例：例：A=input(Please input A: )u 数据的输入：inputA=input(提示信息提示信息)l 其中 提示信息 为字符串，l 该命令要求用户输入
7、A 的值 (可以是数或字符串)数据输入数据输入 inputA=input(提示信息提示信息, s)注：注：此时输入的字符串不要加单引号！l 如果是输入字符串，也可以使用下面的方法name=input(Whats your name? , s)例：例：2024年7月29日17disp(X)输出变量 X 的值的值，可以是数值矩阵或字符串 B=1 2 3; 4 5 6; 7 8 9; disp(B)数据输出数据输出 dispu 数据的输出：disp A=Hello,Tom !; disp(A)例：例：2024年7月29日18数据输出数据输出 fprintffprintf(fid,format,var
8、iables)按指定的格式将变量的值输出到指定的文件u 数据的输出：fprintfl fid 为文件句柄，若缺省，则将变量的值输出到屏幕上l format 用来指定数据输出时采用的格式，常见的有 %e ( 采用科学计算形式采用科学计算形式 ) %f ( 采用浮点数形式采用浮点数形式 ) %g ( 由系统自动选取上述两种格式之一由系统自动选取上述两种格式之一) %s ( 输出字符串输出字符串) l format 中还可以使用一些特殊格式，如：n ( 换换行行 ) t ( 制制表表符符 ) b ( 退退格格 ) ( 反反斜斜杆杆 ) % ( 百百分分号号 ) 2024年7月29日19数据输出数据输
9、出 fprintf a=Hello; b=2.4; c=100*pi; fprintf(a=%s,b=%f,c=%en,a,b,c)a=Hello ,b=2.400000, c=3.141593e+002例：例：l format 中的输出格式要与输出变量一一对应l 可以没有输出变量 fprintf(Today is the 77 anniversary of the Mukden Incidentn)例：例：2024年7月29日20pauseu 程序的暂停：pausepause 或或 pause(n)若想强行终止程序的运行，可以使用 Ctrl+c其中 n 是延迟时间，以秒为单位；若缺省，则将暂
10、停程序，直到用户按任意键后继续l pause off 屏蔽程序中所有屏蔽程序中所有 pause 的作用的作用l pause on 打开打开 pause 的作用的作用2024年7月29日21选择结构选择结构 是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。Matlab 用于实现选择结构的语句有 if 语句和 switch 语句。选择结构选择结构2024年7月29日22l 单分支结构if expression （条件）（条件） statements （语句组）（语句组）endif 条件语句条件语句if expression （条件）（条件） statements1（语句组（语句组1）else s
11、tatements2（语句组（语句组2）endl 双分支结构2024年7月29日23if expression1 （条件1） statements1（语句组1）elseif expression2 （条件2） statements2（语句组2） . . elseif expressionm （条件m） statementsm（语句组m）else statements（语句组）endl 多分支结构if 条件语句条件语句2024年7月29日24if 语句举例语句举例u 数论中的一个有趣问题：任取一个正整数，如果是数论中的一个有趣问题：任取一个正整数，如果是偶数，用偶数，用 2 除，如果是奇数，用除
12、，如果是奇数，用 3 乘再加乘再加 1，反复，反复这个过程，直到所得到的数为这个过程，直到所得到的数为 1。问：是否存在使该过程永不中止的整数问：是否存在使该过程永不中止的整数？ (exp01.m)2024年7月29日25while 1 n=input(Please enter n(nonpositive quit):); m=n; if n1 if rem(n,2)=0 n=n/2; else n=3*n+1; end fprintf(n n=%d,n); end fprintf(n %d is not we need! continue . n,m);endif 语句举例语句举例2024年
13、7月29日26l 根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句。switch expression （表达式）（表达式） case value1 （表达式（表达式1） statement1（语句组（语句组1） case value2 （表达式（表达式2） statement2（语句组（语句组2） . . case valuem （表达式（表达式m） statementm（语句组（语句组m） otherwise statement （语句组）（语句组）endswitch 语句语句2024年7月29日27l Matlab 首先计算 expression 的值，然后将它依次与各个 case 指令后的检测
14、值进行比较，当比较结果为真时，就执行相应的语句组，然后跳出 switch 结构。l switch 后面的表达式 expression 的值可以是一个标量或字符串。switch 语句语句l otherwise 指令可以不出现。l 如果所有的比较结果都为假，则执行 otherwise 后面的语句组，然后跳出 switch 结构。2024年7月29日28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。Matlab 用于实现循环结构的语句有 for 语句语句和 while 语句语句循环结构循环结构2024年7月29日29for variable=expression statement（循环体
15、）end循环变量循环变量l 表达式 expression 可以是行向量，也可以是矩阵for 循环循环clear;y=0; n=100;for k=1:n y=y+1/(2*k-1);end例：例：已知已知 ，当 n=100 时，求 y 的值2024年7月29日30l 循环语句可以嵌套使用while 循环循环while expression （条件） statement（循环体）endl 不能在 for 循环体内改变循环变量的值l 为了提高代码的运行效率，应尽可能提高代码的向量化程度，避免 for 循环的使用l 如果预先就知道循环的次数，则可以采用 for 循环；否则，如果预先无法确定循环的次数
16、，则可以使用 while 循环。2024年7月29日31l 这个例子给出了计算 eps 的一种方法。l 这里我们用大写 EPS，因此系统中 eps 的值不会被覆盖。当 EPS=eps 时，条件仍成立；而当 EPS=eps/2 时，条件为假，退出循环，所以最后应有 EPS=eps/2。num 用来记录循环次数。u 计算 Matlab 中 eps 值 (exp02.m)while 循环举例循环举例num=0; EPS=1;while (1+EPS)1 EPS=EPS/2; num=num+1;end eps为浮点运算的相对精度 2024年7月29日32u break 和 continuel bre
17、ak 语句用于终止循环的执行，即跳出最内层循环 l continue 语句用于结束本次循环，进行下一次循环 l break 和 continue 一般与 if 语句配合使用其它流控制语句其它流控制语句u returnl return 语句用于退出正在运行的脚本或函数，通常用在函数文件中。2024年7月29日33 首先由计算机随机产生一个首先由计算机随机产生一个 1,100 之间的一个整数，然后由用户猜测之间的一个整数，然后由用户猜测所产生的这个数。根据用户猜测的情况给出不同的提示，如果猜测的数大所产生的这个数。根据用户猜测的情况给出不同的提示，如果猜测的数大于产生的数，则显示于产生的数，则显示
18、 “High” ，小于则显示，小于则显示 “ Low ” ，等于则显示，等于则显示 “You win！”，同时退出游戏。用户最多有，同时退出游戏。用户最多有 7 次机会。次机会。(exp03.m)程序示例程序示例u 猜数游戏2024年7月29日34% 猜数游戏猜数游戏clear;x=round(100*rand); % 由计算机随机产生一个由计算机随机产生一个0,100的整数的整数n=7; % 有有7次机会次机会test=1;disp(欢迎参加猜数游戏！你共有欢迎参加猜数游戏！你共有,num2str(n),次机会次机会);disp(请输入一个请输入一个0到到100之间的一个整数之间的一个整数)
19、;for k=1:n guess=input(Enter your guess: ); if guess x disp(high); else disp(You win!); test=0; break; end n=n-1; disp(你还有你还有,num2str(n),次机会！次机会！);endif test=1 disp(You lost!)end程序示例程序示例2024年7月29日35function 输出形参列表输出形参列表=函数名函数名(输入形参列表输入形参列表)% 注释说明部分注释说明部分(可选可选)函数体语句函数体语句(必须必须)u 第一行为第一行为引导行引导行，表示该，表示该
20、 M文件是函数文件文件是函数文件u 函数名的命名规则与变量名相同函数名的命名规则与变量名相同 ( 必须以字母开头必须以字母开头 )u 当输出形参多于一个时，用当输出形参多于一个时，用方括号方括号括起来括起来u 函数必须是一个函数必须是一个单独的单独的 M文件文件u 函数函数文件名文件名必须与必须与函数名函数名一致一致u 以以百分号百分号开始的语句为开始的语句为注释语句注释语句函数文件函数文件q 函数文件由 function 语句引导2024年7月29日36function y = myfliplr(x)% returns X with row preserved and columns% fl
21、ipped in the left/right direction% % X = 1 2 3 becomes 3 2 1% 4 5 6 6 5 4% num_col=size(x,2); % 取取 x 的列数的列数y = x(:,num_col:-1:1);先输入矩阵x，而后写上myfliplr(x)函数文件举例函数文件举例myfliplr.m2024年7月29日37function printyh(n)% 打印打印杨辉三角形三角形, 本函数没有本函数没有输出参数出参数yh=1; disp(yh); if n=1, return; endyh=1,1; disp(yh);for k=3:n y
22、h_old=yh; k2=ceil(k/2); for l=2:k2 yh(l)=yh_old(l-1)+yh_old(l); end yh(k2+1:k)=yh(k-k2:-1:1); disp(yh);end （在matlab中可输入printyh(5)）函数文件举例函数文件举例printyh.m2024年7月29日38q 函数调用的一般格式函数调用的一般格式输出实参列表输出实参列表=函数名函数名(输入实参列表输入实参列表)u 函数调用时，函数调用时，实参的顺序实参的顺序应与函数定义时的应与函数定义时的形参的顺序形参的顺序一致。一致。 u 函数可以函数可以嵌套调用嵌套调用，即一个函数可以被
23、其它函数调用，甚至可以被它自，即一个函数可以被其它函数调用，甚至可以被它自身调用，此时称为身调用，此时称为递归调用递归调用。u 函数所传递的参数具有可调性，函数所传递的参数具有可调性，Matlab 用两个永久变量用两个永久变量 nargin 和和 nargout 分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。函数调用函数调用2024年7月29日39% 函数文件函数文件 factor.mfunction f=factor(n)if (n=1) f=1;else f=n*factor(n-1);end% main.m% 计算计算 s=1!+2!+3
24、!+4!+5!%clear;s=0;for i=1:5 s=s+factor(i);endfprintf( s=%g n,s)例：利用函数的递归调用计算例：利用函数的递归调用计算 n!递归函数举例递归函数举例2024年7月29日40% ex4argin.mfunction out=ex4argin(a,b)if (nargin=1) out=a;elseif (nargin=2) out=a*b;end参数的可调性举例参数的可调性举例% ex4argout.mfunction p,q=ex4argout(a,b)if (nargout=1) p=a+b;elseif (nargout=2) p=a+b; q=a-b;end2024年7月29日41上机任务上机任务2. 建立M函数文件作以下计算:1) 自然数n的阶乘;2) n中取m的组合。1.（1）建立M脚本文件求1到100的和。 （2）建立M函数文件求 并求n=50,100,150的值。2024年7月29日42上机任务上机任务3. 4. 5
