matlab函數(shù)文件和腳本文件[高教課堂]

1、第五章第五章 腳本文件和函數(shù)文件腳本文件和函數(shù)文件 1教育教學(xué) 本節(jié)內(nèi)容 n 掌握腳本文件和函數(shù)文件的區(qū)別 n掌握函數(shù)文件的編寫(xiě)和調(diào)用 n掌握M文件的調(diào)試方法 n掌握文件的打開(kāi)和關(guān)閉 2教育教學(xué) 1 M文件-腳本文件 腳本文件只是一串按照用戶(hù)意圖排列而成腳本文件只是一串按照用戶(hù)意圖排列而成 的的MATLAB指令集合，即只是簡(jiǎn)單命令的疊指令集合，即只是簡(jiǎn)單命令的疊 加。它沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有輸出參數(shù)。加。它沒(méi)有輸入?yún)?shù)，也沒(méi)有輸出參數(shù)。 它運(yùn)行后產(chǎn)生的變量都是全局變量，均駐它運(yùn)行后產(chǎn)生的變量都是全局變量，均駐 留在留在workspace中。中。只要用戶(hù)不使用指令只要用戶(hù)不使用指令clear 加以

2、清除，或加以清除，或MATLAB指令窗不關(guān)閉，這些指令窗不關(guān)閉，這些 變量將一直保存在基本工作空間中。變量將一直保存在基本工作空間中。 3教育教學(xué) 例例:計(jì)算小于任意自然數(shù)計(jì)算小于任意自然數(shù)n的的fibonnaci數(shù)。數(shù)。 運(yùn)行文件運(yùn)行文件(F5/Debug|Run(F5/Debug|Run） 4教育教學(xué) 函數(shù)文件 函數(shù)文件是一種特殊類(lèi)型的運(yùn)行在自己獨(dú)立 的工作空間的M文件，通過(guò)輸入形參表接收數(shù) 據(jù)，通過(guò)輸出形參返回結(jié)果到調(diào)用文件。 function function 輸出形參表輸出形參表=fname(=fname(輸入形參表輸入形參表) ) % H1% H1注釋行注釋行 % % 其他注釋行其

3、他注釋行 （可執(zhí)行代碼）（可執(zhí)行代碼） (return)(return) 5教育教學(xué) 以function開(kāi)頭的一行為引導(dǎo)行，是函數(shù)定義語(yǔ) 句，表示該M文件是一個(gè)函數(shù)文件。 幫助文本的首行（H1行）：用于help幫助使用和 lookfor搜索 幫助文本：指H1行之后到函數(shù)體之前的注釋行。 包括函數(shù)的意義、各參數(shù)的意義、調(diào)用格式以 及程序的作者、日期等。 函數(shù)體是函數(shù)的執(zhí)行代碼，是文件主要部分。 注釋?zhuān)阂?開(kāi)頭，可出現(xiàn)在程序中任意一行，用 綠色表示。編譯時(shí)會(huì)被忽略，不會(huì)影響程序運(yùn) 行速度。 6教育教學(xué) 例：編寫(xiě)函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)之間的距離。例：編寫(xiě)函數(shù)計(jì)算兩點(diǎn)之間的距離。 7教育教學(xué) l當(dāng)函數(shù)的輸出參數(shù)

4、多于一個(gè)時(shí)，應(yīng)該用當(dāng)函數(shù)的輸出參數(shù)多于一個(gè)時(shí)，應(yīng)該用方括號(hào)方括號(hào) 括起來(lái)，并以括起來(lái)，并以逗號(hào)隔開(kāi)逗號(hào)隔開(kāi)； l傳遞給函數(shù)的變量不必與函數(shù)定義行中的參數(shù)傳遞給函數(shù)的變量不必與函數(shù)定義行中的參數(shù) 同名；同名； l函數(shù)和文件的命名規(guī)則與變量命名規(guī)則相同；函數(shù)和文件的命名規(guī)則與變量命名規(guī)則相同； l若保存的文件名與函數(shù)名不同，則在若保存的文件名與函數(shù)名不同，則在調(diào)用時(shí)必調(diào)用時(shí)必 須使用文件名須使用文件名。 l建議：函數(shù)名與文件名應(yīng)一致建議：函數(shù)名與文件名應(yīng)一致(系統(tǒng)默認(rèn)系統(tǒng)默認(rèn)) 注意事項(xiàng) 8教育教學(xué) l函數(shù)文件運(yùn)行時(shí)，函數(shù)文件運(yùn)行時(shí)，MATLAB會(huì)專(zhuān)門(mén)為其開(kāi)辟會(huì)專(zhuān)門(mén)為其開(kāi)辟 一一臨時(shí)工作空間臨時(shí)工

5、作空間（函數(shù)空間），所有變量都（函數(shù)空間），所有變量都 存放于此。文件運(yùn)行完畢后，該臨時(shí)空間以存放于此。文件運(yùn)行完畢后，該臨時(shí)空間以 及所有中間變量就立即被清除；及所有中間變量就立即被清除； l函數(shù)空間隨函數(shù)文件的調(diào)用而產(chǎn)生，隨調(diào)用函數(shù)空間隨函數(shù)文件的調(diào)用而產(chǎn)生，隨調(diào)用 而結(jié)束；而結(jié)束； l函數(shù)文件的變量除特別聲明外均是局部變量函數(shù)文件的變量除特別聲明外均是局部變量 9教育教學(xué) 函數(shù)運(yùn)行-調(diào)用 注：1）函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給相應(yīng)的形 參，實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。 2）各實(shí)參出現(xiàn)的順序、個(gè)數(shù)應(yīng)與形參定義的順序 和個(gè)數(shù)一致，否則會(huì)出錯(cuò)。 函數(shù)文件運(yùn)行不能選中菜單Run，而是調(diào)用。

6、輸出實(shí)參表輸出實(shí)參表 函數(shù)名（輸入實(shí)參表）函數(shù)名（輸入實(shí)參表） n 函數(shù)調(diào)用的一般格式 10教育教學(xué) 11教育教學(xué) 腳本文件和函數(shù)文件的區(qū)別 n相同：擴(kuò)展名都是.m，可用文件編輯器編寫(xiě) n不同：1）腳本文件無(wú)輸入、輸出參數(shù) ； 2）函數(shù)文件與指令空間只能通過(guò)輸入?yún)?shù) 和輸出參數(shù)通信，中間變量不出現(xiàn)； 3）腳本文件產(chǎn)生的變量都是全局變量，存 放在基本工作空間中；而函數(shù)文件產(chǎn)生的中 間變量存放在臨時(shí)工作空間中，它隨函數(shù)的 調(diào)用結(jié)束而刪除； 4）運(yùn)行方式不同。 12教育教學(xué) 1)以以ffib.m為名存盤(pán)為名存盤(pán) 2)MATLAB命令窗口輸入命令：命令窗口輸入命令： ffib(1000) 即可求小于即

7、可求小于1000的的Fibonacci數(shù)。數(shù)。 例例:編寫(xiě)函數(shù)求小于任意自然數(shù)編寫(xiě)函數(shù)求小于任意自然數(shù)n的的fibonnaci數(shù)。數(shù)。 13教育教學(xué) 遞歸調(diào)用：函數(shù)調(diào)用其本身 function f=factor(n) if n 提示符），用戶(hù)可以查看工作區(qū)中的變量， 也可改變變量的值。當(dāng)輸入return指令時(shí)返 回程序，繼續(xù)運(yùn)行。 調(diào)試方法 34教育教學(xué) n 程序的暫停：采用pause函數(shù)可以暫停程序， 直到用戶(hù)按任一鍵程序才繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行 中止程序的運(yùn)行，可用ctrl+c。 n return：結(jié)束所在函數(shù)的執(zhí)行，把控制權(quán)轉(zhuǎn)至 主調(diào)函數(shù)或指令窗。否則，只有待整個(gè)被調(diào)函 數(shù)執(zhí)行完后，才會(huì)轉(zhuǎn)出

8、。 n keyboard：將控制權(quán)交給鍵盤(pán)，用于程序的調(diào) 試及在程序運(yùn)行中修改變量。 35教育教學(xué) n調(diào)試一個(gè)單獨(dú)的函數(shù)時(shí)，可將函數(shù)改寫(xiě)為腳 本文件，此時(shí)可直接對(duì)輸入?yún)?shù)賦值，然后 以腳本方式運(yùn)行該M文件； n使用調(diào)試器使用調(diào)試器 可以準(zhǔn)確地找到運(yùn)行錯(cuò)誤。通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)可 使程序運(yùn)行到某行暫停，查看和修改工作空 間中的變量；也可以逐行運(yùn)行程序，對(duì)執(zhí)行 流程進(jìn)行完全監(jiān)控。 36教育教學(xué) 調(diào)試器Debug 它可幫助用戶(hù)正確地找到程序出錯(cuò)的 位置，其常和端點(diǎn)breakpoint配合使用。 n 調(diào)試手段有：設(shè)置斷點(diǎn)、跟蹤和觀(guān)察變量 37教育教學(xué) DebugDebug菜單項(xiàng)菜單項(xiàng) lStepStep（F1

9、0F10）：?jiǎn)尾綀?zhí)行語(yǔ)句，對(duì)于函）：?jiǎn)尾綀?zhí)行語(yǔ)句，對(duì)于函 數(shù)調(diào)用可將此函數(shù)一次執(zhí)行完畢數(shù)調(diào)用可將此函數(shù)一次執(zhí)行完畢 lStep InStep In（F11F11）：?jiǎn)尾綀?zhí)行語(yǔ)句，遇到）：?jiǎn)尾綀?zhí)行語(yǔ)句，遇到 函數(shù)時(shí)則進(jìn)入函數(shù)體內(nèi)單步執(zhí)行函數(shù)時(shí)則進(jìn)入函數(shù)體內(nèi)單步執(zhí)行 lStep OutStep Out（shift+F11shift+F11）：從函數(shù)體內(nèi)）：從函數(shù)體內(nèi) 運(yùn)行到函數(shù)體外，即從當(dāng)前位置運(yùn)行到運(yùn)行到函數(shù)體外，即從當(dāng)前位置運(yùn)行到 調(diào)用函數(shù)語(yǔ)句的下一條語(yǔ)句調(diào)用函數(shù)語(yǔ)句的下一條語(yǔ)句 38教育教學(xué) lRunRun（F5F5）：從頭開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到一）：從頭開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到一 個(gè)端點(diǎn)或程

10、序結(jié)束；個(gè)端點(diǎn)或程序結(jié)束； lRun to CursorRun to Cursor：從當(dāng)前位置運(yùn)行到光標(biāo)處；：從當(dāng)前位置運(yùn)行到光標(biāo)處； lExit Debug ModeExit Debug Mode：退出調(diào)試工具，同時(shí)結(jié)束：退出調(diào)試工具，同時(shí)結(jié)束 調(diào)試過(guò)程和程序運(yùn)行過(guò)程調(diào)試過(guò)程和程序運(yùn)行過(guò)程。 lSet/Clear BreakpointsSet/Clear Breakpoints（F12F12）：設(shè)置或清）：設(shè)置或清 除光標(biāo)所在行的斷點(diǎn)除光標(biāo)所在行的斷點(diǎn) lClear all BreakpointsClear all Breakpoints：清除所有斷點(diǎn)：清除所有斷點(diǎn) 39教育教學(xué) 調(diào)試方法步

11、驟 n 設(shè)置斷點(diǎn)：選中要設(shè)置的語(yǔ)句，用快捷鍵F12 或用工具條上的大紅點(diǎn)或點(diǎn)擊菜單set breakpoint 注：斷點(diǎn)設(shè)置后，在窗口左邊框上的大紅圓點(diǎn)注：斷點(diǎn)設(shè)置后，在窗口左邊框上的大紅圓點(diǎn) 表示，非常醒目。表示，非常醒目。 n設(shè)置斷點(diǎn)后，點(diǎn)擊菜單Debug|Run，程序便處 在調(diào)試狀態(tài)。而后程序會(huì)自動(dòng)在斷點(diǎn)處暫停， 此時(shí)左邊框上的對(duì)應(yīng)位置會(huì)出現(xiàn)一個(gè)綠色箭頭 指示被中斷的語(yǔ)句。 40教育教學(xué) n單步執(zhí)行各語(yǔ)句：此時(shí)可查看各變量的內(nèi)容， 以判斷程序流程是否正確。 n退出調(diào)試工具：選中菜單exit debug mode n清除斷點(diǎn)：與設(shè)置方法相同。 41教育教學(xué) 因因collatz.m程序需要輸

12、入程序需要輸入 參數(shù)參數(shù)n，故查看輸出結(jié)果不，故查看輸出結(jié)果不 能用能用Run命令，而需在指命令，而需在指 令窗中輸入令窗中輸入collatz(5) 42教育教學(xué) 6.5 程序的優(yōu)化 n 避免使用循環(huán)（向量化編程） 要盡可能地使用向量或矩陣編程，而不是像 在其他語(yǔ)言中對(duì)向量或矩陣的元素編程。這樣， 不僅可以使程序較短，而且能大大提高運(yùn)行速度。 要求：編程者須熟悉數(shù)組運(yùn)算和要求：編程者須熟悉數(shù)組運(yùn)算和MATLABMATLAB的指令的指令 n 數(shù)組的預(yù)定義 數(shù)組空間預(yù)配置可提高運(yùn)行速度（對(duì)高階矩 陣的影響尤為明顯）以及內(nèi)存的利用率，否則數(shù) 組多次擴(kuò)維會(huì)增加內(nèi)存的碎片。 43教育教學(xué) clear v

13、r=0.89, 1.20, 3.09, 4.27, 3.62, 7.71, 8.99, 7.92, 9.70, 10.41; ir=0.028,0.040,0.100,0.145,0.118,0.258,0.299,0.257,0.308,0.345; L=length(vr) %計(jì)算數(shù)組的長(zhǎng)度計(jì)算數(shù)組的長(zhǎng)度 for k=1:L r(k)=vr(k)/ir(k); %根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)計(jì)算電阻根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)計(jì)算電阻 end sr=0; for k=1:L sr=sr+r(k); %計(jì)算所有電阻之和計(jì)算所有電阻之和 end rm=sr/L 計(jì)算電阻平均值計(jì)算電阻平均值 例：根據(jù)測(cè)得的一組電壓、電流值計(jì)算平均電阻值。例：根據(jù)測(cè)得的一組電壓、電流值計(jì)算平均電阻值。 44教育教學(xué) clear vr=0.89, 1.20, 3.09, 4.27, 3.62, 7.71, 8.99, 7.92, 9.70, 10.41; ir=0.028,0.040,0.100,0.145,0.