MATLAB及其應用-第4講67603

1、1第第4講講 M文件和面向對象編程文件和面向對象編程4.1 M文件文件4.2 MATLAB控制流控制流4.3 腳本文件和函數文件腳本文件和函數文件24.1 M文件文件一、一、M文件概述文件概述用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。二、二、M文件的建立和編輯文件的建立和編輯1、建立新的M文件 (1)菜單操作：File New M-file。 (2)命令操作：在Command Window中輸入edit。 (3)命令按鈕操作：單擊工具欄上的“新建” 按鈕。2、編輯已有的M文件3三、三、M文件分為兩類文件分為兩類命令文件(Script File)函數文件(Function File)4例1：分別

2、建立命令文件和函數文件，將華氏溫度F轉換為攝氏溫度C。命令文件：命令文件： F2C1.mclear F=input(Input Fahrenheit temperature：F=);C=5*(F-32)/9函數文件：函數文件：F2C2.mfunction C=F2C2(F)C=5*(F-32)/954.2 MATLAB控制流控制流一、程序結構二、控制程序流的其他常用指令6一、 程序結構1. 順序結構例：%用符號計算求微分syms a t x;f=a, t3; t*cos(x), log(x);df=diff(f)；dfdt2=diff(f, t, 2)；dfdxdt=diff(diff(f,

3、x), t)；72. 循環(huán)結構for循環(huán)結構：循環(huán)結構：for 循環(huán)變量起始值:步長:終止值 循環(huán)體endwhile循環(huán)結構：循環(huán)結構：while 表達式 循環(huán)體end8注意：（1）循環(huán)結構可嵌套使用；（2）為得到高效代碼，應盡量提高代碼的向量化程度，避免使用循環(huán)結構；（3）循環(huán)指令前最好對數組進行預定義，以提高運行效率；（4）使用while循環(huán)時，一定要注意避免進入死循環(huán)。9例2. 已知y(0)=0, y(n)-y(n-1)=n-2，當n=100時，求y. 程序如下： clear y=0; n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end y 在實際編程中，為提高程序的執(zhí)行速度

4、，常用向量運算來代替循環(huán)操作： clear n=100; i=1:n; f=1./i.2; y=sum(f)10例3：若數組a中a1=a2=1,且ak+2=ak+ak+1，試求該數組中第一個大于10000的元素程序如下： clear a(1)=1; a(2)=1; i=2; while a(i)=10000 a(i+1)=a(i-1)+a(i); i=i+1; end i, a(i)113. 分支結構if-else-end分支結構：分支結構：if 邏輯表達式 執(zhí)行語句 endif 邏輯表達式 執(zhí)行語句1 else 執(zhí)行語句2endif 邏輯表達式1 執(zhí)行語句1elseif 邏輯表達式2 執(zhí)行語

5、句2else 執(zhí)行語句nend12switch-case分支結構：分支結構：switch 表達式（可以是標量或字符串） case 值1 語句1 case 值2 語句2 . otherwise 語句nend13例4. 計算分段函數值。 程序如下： clear x=input(請輸入x的值:); if x=A & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0); else disp(c); end15例6 某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，已知打折標準，求所售商品的實際銷售價格。 程序如下：clearprice=input(請輸入商品價格);switch fix(price/

6、100) case 0,1 rate=0; case 2,3,4 rate=3/100; case num2cell(5:9) rate=5/100; case num2cell(10:24) rate=8/100; case num2cell(25:49) rate=10/100;otherwise rate=14/100;endprice=price*(1-rate)164. try-catch結構try 執(zhí)行語句1catch 執(zhí)行語句2end17例7 矩陣乘法運算要求兩矩陣的維數相容，否則會出錯。先求兩矩陣的乘積，若出錯，則自動轉去求兩數組的點乘。程序如下：A=1,2,3;4,5,6;

7、B=7,8,9;10,11,12;try C=A*B;catch C=A.*B;endClasterr %顯示出錯原因18二、 控制程序流的其他常用指令1. return 指令強制MATLAB結束執(zhí)行當前函數并把控制轉出 2. keyboard指令： 當程序遇到keyboard時，MATLAB將控制權交給鍵盤，用戶可以從鍵盤輸入各種合法的MATLAB指令。只有當用戶使用回車結束輸入后，控制權才交還給程序。 193. input指令和disp指令input指令： 把MATLAB的控制權暫時交給用戶。此后，用戶通過鍵盤鍵入數值、字符串或表達式，并經“回車”把鍵入內容輸入工作空間，同時把“控制權”交

8、還給MATLAB。 常用的格式：常用的格式：v=input(message) %將用戶鍵入的內容賦給變量vv=input(message,s) %將用戶鍵入的內容作為字符串賦給變量v20disp指令：格式：disp(輸出項)輸出項可以為字符串，也可為矩陣例8：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：cleara=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);disp(x1=,num2str(x(1),x2=, num2str(x(2);214. Pa

9、use指令暫時停止程序的運行。格式：格式： pause %暫停執(zhí)行文件，等待用戶按任意鍵繼續(xù) pause(n) %在繼續(xù)執(zhí)行之前，暫停n秒225. break指令和continue指令通常用于for或while循環(huán)中，與if語句配合使用。 break：用于終止循環(huán)的執(zhí)行。continue：控制跳過循環(huán)體中的某些語句。繼續(xù)下一次循環(huán)。23例9 求100，200之間第一個能被21整除的整數。程序如下：clearfor n=100:200 if rem(n,21)=0 continue endbreakendn245. error和warning指令error(message) %顯示出錯信息mes

10、sage,終止程序warning(message) %顯示警告信息message,程序繼續(xù)執(zhí)行254.3 腳本文件和腳本文件和M函數文件函數文件一、腳本文件 二、M函數文件三、程序的調試26一、腳本文件 （命令文件）特點：（1）沒有輸入和輸出 （2）由一系列指令組成（3）可在命令窗口直接運行指令（4）產生的所有變量存儲在workspace中27二、M函數文件1. 特點：（1）第一行總是以“function”引導的“函數定義行”。并給出全部輸入、輸出宗量。 （2）函數文件運行，matlab就會專門為它開辟一個臨時工作空間，稱之為函數工作空間。 （3）函數工作空間相對workspace是獨立的、臨

11、時的。282、M函數文件的規(guī)則和屬性 （1） 一般要求函數名和文件名必須相同。（2） 函數的輸入參量和輸出參量都可以是零個或更多個。當輸出參量多于一個時，輸出參量包含在方括號內。例如，V,D=eig(A).（3） 函數輸入參量個數、輸出參量個數分別由變量nargin和 nargout包含。函數調用時，輸入和輸出變量可以少于函數文件中所規(guī)定的變量數目，但不能多于29 3. 函數文件的構成（1）函數定義行function 輸出形參表= 函數名(輸入形參表)（2）H1行%注釋說明部分，對程序的總體介紹（3）函數信息說明行 %簡要描述函數功能，以及參數的含義，函數調用格式等（4）程序主體函數體（5）注

12、釋%在函數體中會出現對某些程序行的注釋304. 函數文件的調用：函數文件調用的一般格式： 輸出實參表=函數名(輸入實參表) 在調用函數時，MATLAB用兩個永久變量nargin和nargout分別記錄調用該函數時的輸入實參和輸出實參的個數。只要在函數文件中包含這兩個變量，就可以準確地知道該函數文件被調用時的輸入輸出參數個數，從而決定函數如何進行處理。31例10：nargin用法示例函數文件examp.m： function f=examp(a,b,c) if nargin=1 f=a; elseif nargin=2 f=a+b; elseif nargin=3 f=(a*b*c)/2; en

13、d命令文件mydemo.m：clear x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3)輸出： ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 2132總結：總結： MATLAB程序設計原則和技巧程序設計原則和技巧（1）后面的內容是程序的注解，要善于運用注解使程序更具可讀性。（2）養(yǎng)成在主程序開頭用clear指令清除變量的習慣，以消除工作空間中其他變量對程序運行的影響。但注意在子程序中不要用clear。（3）參數值要集中放在程序的開始部分，以便維護。要充分利用MATLAB工具箱提供的指令來執(zhí)行所要進行的運算，在語句行之后輸入分號使其及中

14、間結果不在屏幕上顯示，以提高執(zhí)行速度。33（4）程序盡量模塊化，也就是采用主程序調用子程序的方法，將所有子程序合并在一起來執(zhí)行全部的操作。（5）充分利用Debugger來進行程序的調試（設置斷點、單步執(zhí)行、連續(xù)執(zhí)行）（6）設置好MATLAB的工作路徑，以便程序運行。34三、程序的調試這部分內容是上機應用的重點內容。程序出錯主要為兩類：程序出錯主要為兩類： 1、語法錯誤 如缺（或）等，在運行時可檢測出大多數該類錯誤，并指出錯在哪一行。 2、算法錯誤 邏輯上的錯誤，不易查找，遇到此類錯誤時需耐心。一般可考慮如下方法：直接調試法和工具調試法35直接調試法：利用matlab的相關指令對程序進行調試。 主要方法有：刪除句尾分號和利用disp語句，顯示中間結果；在適當位置加上keyboard語句，使程序