MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)課件

1第二章MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)1第二章MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)2MATLAB開發(fā)環(huán)境MATLAB語言的變量運(yùn)算符語句MATLAB中的M文件等。主要內(nèi)容2MATLAB開發(fā)環(huán)境主要內(nèi)容32.1MATLAB的開發(fā)環(huán)境MATLAB開發(fā)環(huán)境的主界面（圖2-1所示）。主要包括：主菜單命令窗口（CommandWindow）工作空間窗口(Workspace)命令歷史窗口（CommandHistory）當(dāng)前路徑窗口（CurrentDirectory）等32.1MATLAB的開發(fā)環(huán)境MATLAB開發(fā)環(huán)境的主界4工作空間窗口命令歷史窗口命令窗口當(dāng)前路徑窗口4工作空間窗口命令歷史窗口命令窗口當(dāng)前路徑窗口52.1.1命令窗口1、命令窗口的功能命令窗口是用戶與MATLAB編譯器進(jìn)行通信的工作環(huán)境，采用交互式設(shè)計方式。主要功能是：提供命令輸入的平臺，用戶可以通過命令窗口中直接輸入命令或數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計算；顯示命令執(zhí)行的結(jié)果，系統(tǒng)自動將反饋信息或結(jié)果顯示在命令窗口中。52.1.1命令窗口1、命令窗口的功能62.1.1命令窗口在命令窗口中，“>>”為提示符，表示MATLAB編譯器正等待用戶輸入命令。所有MATLAB命令、函數(shù)、程序都要在這個窗口下運(yùn)行。例如要創(chuàng)建一個變量，并賦值4.5，可以鍵入變量賦值命令：

>>x=4.5x=

4.5000

62.1.1命令窗口在命令窗口中，“>>”為提示符，表示M72.1.1命令窗口再想求pi*x的三角正弦函數(shù)值，就可繼續(xù)在”>>”后輸入。

>>sin(pi*x)ans=

1其中，ans是answer的縮寫，MATLAB中的默認(rèn)結(jié)果變量，當(dāng)沒有指定結(jié)果變量時，就默認(rèn)使用ans。72.1.1命令窗口再想求pi*x的三角正弦函數(shù)值，就可繼82.1.1命令窗口 注意：若在表達(dá)式后面跟分號“；”，MATLAB系統(tǒng)只完成該命令要求的計算任務(wù)，將不顯示結(jié)果作用：可以免除了系統(tǒng)資源對中間結(jié)果進(jìn)行十進(jìn)制和二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，使程序運(yùn)行速度成倍甚至成百倍的提高。82.1.1命令窗口 注意：若在表達(dá)式后面跟分號“；”，92.1.1命令窗口 為了簡化命令的輸入，在MATLAB中，最近使用過的幾條命令都存儲在內(nèi)存中，在命令歷史窗口（CommandHistory）中顯示出來，因此可以調(diào)出先前的命令。MATLAB提供了一些命令行功能鍵，來實(shí)現(xiàn)這一功能。

92.1.1命令窗口 為了簡化命令的輸入，在MATLAB中10例如可以使用方向鍵調(diào)出已經(jīng)輸入過的命令。假設(shè)將函數(shù)sin錯寫為sn，而鍵入了如下命令：

>>sn(3/pi)???Undefinedfunctionorvariable'sn'.這時你不用重新鍵入整行命令，而只需按“↑”鍵，就會再顯示剛才鍵入的命令行，進(jìn)行更正，接著接回車即可正常運(yùn)行．特別地，還可以只鍵入少量幾個字母，使用“↑”即可調(diào)出最后一條以這些字母開頭的命令。2.1.1命令窗口

10例如可以使用方向鍵調(diào)出已經(jīng)輸入過的命令。假設(shè)將函數(shù)sin11表2-1常用的命令行功能鍵鍵功能鍵功能↑重調(diào)前一行End移動到行尾↓重調(diào)下一行ESC清除一行←左移一個字符Backspace刪除光標(biāo)左側(cè)一個字符→右移一個字符PageUp向前翻頁Ctrl+←左移一個字PageDown向后翻頁Ctrl+→右移一個字Ctrl+Home光標(biāo)移到命令窗口首Home移動到行首Ctrl+End光標(biāo)移到命令窗口尾11表2-1常用的命令行功能鍵鍵功能鍵功能↑重調(diào)前一行En122.1.1命令窗口

2、數(shù)值的顯示格式MATLAB以雙精度浮點(diǎn)數(shù)來執(zhí)行運(yùn)算。顯示數(shù)值結(jié)果時，如果是整數(shù)，顯示整數(shù)；如果是實(shí)數(shù)，默認(rèn)顯示小數(shù)點(diǎn)后四位有效數(shù)字。用戶可以在提示符下鍵入相應(yīng)的format命令來指定改變數(shù)值的顯示格式，但不影響計算與存儲。也可以通過File菜單中的Preference菜單項來改變數(shù)值的顯示格式。122.1.1命令窗口 2、數(shù)值的顯示格式132.1.1命令窗口如：>>pians=3.1416>>formatlong>>pians=3.141592653589793>>formatshorte>>pians=3.1416e+000132.1.1命令窗口如：14表2-2

數(shù)值的顯示格式

MATLAB命令Pi注釋formatshort3.1416小數(shù)點(diǎn)后4位有效數(shù)字formatlong3.141592653589793小數(shù)點(diǎn)后15位有效數(shù)字formatshorte3.1416e+000小數(shù)點(diǎn)后4位有效數(shù)字+指數(shù)formatlonge3.141592653589793e+000小數(shù)點(diǎn)后15位有效數(shù)字+指數(shù)formatshortg3.1416短緊縮格式formatlongg3.14159265358979長緊縮格式formathex400921fb54442d1816進(jìn)制format++正（+）、負(fù)（-）或0（0）formatrat355/133分?jǐn)?shù)格式formatbank3.14銀行格式14表2-2數(shù)值的顯示格式

MATLAB命令Pi注釋for152.1.2工作區(qū)窗口工作空間窗口是MATLAB的變量管理中心，存儲著命令窗口輸入的命令和創(chuàng)建的所有變量值?？梢燥@示變量的名稱、值、尺寸和類別等，并用不同的圖標(biāo)表示不同類型的變量。

152.1.2工作區(qū)窗口工作空間窗口是MATLAB的變量管162.1.2工作區(qū)窗口每打開一次MATLAB，都會自動建立一個工作區(qū)，剛打開的MATLAB工作區(qū)中只有MATLAB提供的幾個常量，如pi（3.1415926…）虛數(shù)單位i等。運(yùn)行MATLAB的程序或命令時，產(chǎn)生的所有變量被加入到工作區(qū)，除非用特殊的命令刪除某變量，否則該變量在關(guān)閉MATLAB之前一直保存在工作區(qū)，工作區(qū)在MATLAB運(yùn)行期間一直存在，關(guān)閉MATLAB后，工作區(qū)自動消除。162.1.2工作區(qū)窗口每打開一次MATLAB，都會自動建172.1.2工作區(qū)窗口MATLAB提供了一些命令隨時查看工作區(qū)中的變量名及變量的值．

who或whos：顯示當(dāng)前工作區(qū)中的所有變量。who只顯示變量名，whos給出變量的大小、數(shù)據(jù)類型等信息。clear：清除工作區(qū)中的所有變量clear(變量名)：清除指定的工作區(qū)變量save：將當(dāng)前MATLAB工作空間中所有變量存入名為MATLAB.mat（缺省的文件名）的文件中，此命令的其它用法見2.2.1。172.1.2工作區(qū)窗口MATLAB提供了一些命令隨時查看182.1.2工作區(qū)窗口load：把磁盤文件matlab.mat（缺省的文件名）的內(nèi)容讀入內(nèi)存，顯示在工作區(qū)，此命令的其它用法見2.2.1。size（變量名）：顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量的尺寸。length(變量名)：顯顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量的長度。disp(變量名)：顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量。pack：整理工作區(qū)內(nèi)存。182.1.2工作區(qū)窗口load：把磁盤文件matlab.192.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑1、命令歷史窗口命令歷史(CommandHistory)窗口以樹形列表的方式顯示已執(zhí)行過的命令。2、當(dāng)前路徑窗口當(dāng)前路徑(CurrentDirectory)窗口顯示了當(dāng)前路徑下文件信息，包括文件名稱、文件類型、修改日期、內(nèi)容描述等。在當(dāng)前路徑窗口中的某一文件上單擊鼠標(biāo)右鍵，會彈出菜單，可通過此菜單實(shí)現(xiàn)對文件的打開、運(yùn)行、重命名、復(fù)制、刪除等操作。192.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路202.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑3、搜索路徑MATLAB中有一條搜索路徑，搜索時按照規(guī)定的順序進(jìn)行。例如在MATLAB提示符下輸入example，MATLAB按下列順序開始搜索：（1）檢查example是不是工作區(qū)中的變量，如果是，返回該變量值；否則轉(zhuǎn)入（2）。（2）檢查example是不是內(nèi)部函數(shù)，如果是，執(zhí)行該內(nèi)部函數(shù)；否則轉(zhuǎn)入（3）。202.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路212.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑（3）檢查在當(dāng)前目錄中是否存在名為example的M文件，如果有，執(zhí)行該文件；否則轉(zhuǎn)入（4）。（4）在搜索路徑中查找是否存在名為example的M文件，如果有，執(zhí)行該文件；否則給出出錯信息。如果在搜索目錄中存在多個同名函數(shù)，則只執(zhí)行搜索路徑中的第一個函數(shù)，其它函數(shù)不再執(zhí)行。212.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路222.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑可以通過在命令窗口中輸入path命令查看當(dāng)前搜索路徑。用戶還可以使用path命令臨時添加新的搜索路徑。如：>>path（’c：＼mypath’,path）；還可以通過“File”菜單下的“SetPath”項，打開路徑測覽器，把該目錄永久地保存在MATLAB的搜索路徑上。222.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路232.1.4M文件編輯器MATLAB的命令文件和函數(shù)文件的擴(kuò)展名都是“.m”,稱為M文件。Malab開發(fā)環(huán)境中專門提供了一個內(nèi)置的具有編輯和調(diào)試功能的M文件編輯器。M文件編輯器的菜單欄和工具欄下面有3個區(qū)域：

1）程序窗口，用于編寫程序；

2）最左邊區(qū)域顯示行號，行號自動隨行數(shù)的增加而增加；

3）中間區(qū)域有一些短橫線，這些橫線只出現(xiàn)在可執(zhí)行行上，空行、注釋、函數(shù)定義行前都沒有，調(diào)試程序時，可以直接在這些橫線上單擊鼠標(biāo)增加或去掉斷點(diǎn)。232.1.4M文件編輯器MATLAB的命令文件和函數(shù)文242.1.5幫助系統(tǒng)MATLAB有以下幾種方法獲得幫助：幫助命令幫助窗口HelpDesk在線幫助頁或直接鏈接到MathWorks公司(對于已聯(lián)網(wǎng)的用戶)。242.1.5幫助系統(tǒng)MATLAB有以下幾種方法獲得幫助252.1.5幫助系統(tǒng)1、幫助命令help和lookfor（1）help命令用法是：help：顯示help主題一覽表。help函數(shù)名：顯示相應(yīng)函數(shù)的有關(guān)幫助信息。help幫助主題：獲取指定主題的幫助信息。幫助主題可以是命令名、目錄名或MATLAB搜索路徑中的部分路徑名。如果是命令名將顯示該命令信息；如果是目錄名或部分路徑名，將列出指定目錄下的文件名和簡要說明。252.1.5幫助系統(tǒng)1、幫助命令help和lookf262.1.5幫助系統(tǒng)（2）lookfor雖然help可以隨時提供幫助，但必須知道準(zhǔn)確的函數(shù)名稱。當(dāng)不能確定函數(shù)名稱時，help就無能為力了。這時就可以使用lookfor命令，它可提供通過完整或部分的關(guān)鍵詞，搜索出一組與之相關(guān)的命令。一般情況下，該命令僅搜索各個文件幫助文本的第一行。262.1.5幫助系統(tǒng)（2）lookfor272.1.5幫助系統(tǒng)2、幫助窗口在MATLAB命令窗口中有三種方法進(jìn)入幫助窗口：（1）單擊菜單條上的問號按鈕。（2）鍵入helpwin命令。（3）選取幫助菜單里的“MATLABHelp”項。272.1.5幫助系統(tǒng)2、幫助窗口282.1.5幫助系統(tǒng)3、HelpDeskHelpDesk是MATLAB提供的HTML格式的幫助，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器可以查看這些幫助文件。通過在Help菜單中選擇“HelpDesk”菜單項，或直接在命令窗口中輸入helpdesk，都可以打開HelpDesk。282.1.5幫助系統(tǒng)3、HelpDesk29第二章MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)1第二章MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)30MATLAB開發(fā)環(huán)境MATLAB語言的變量運(yùn)算符語句MATLAB中的M文件等。主要內(nèi)容2MATLAB開發(fā)環(huán)境主要內(nèi)容312.1MATLAB的開發(fā)環(huán)境MATLAB開發(fā)環(huán)境的主界面（圖2-1所示）。主要包括：主菜單命令窗口（CommandWindow）工作空間窗口(Workspace)命令歷史窗口（CommandHistory）當(dāng)前路徑窗口（CurrentDirectory）等32.1MATLAB的開發(fā)環(huán)境MATLAB開發(fā)環(huán)境的主界32工作空間窗口命令歷史窗口命令窗口當(dāng)前路徑窗口4工作空間窗口命令歷史窗口命令窗口當(dāng)前路徑窗口332.1.1命令窗口1、命令窗口的功能命令窗口是用戶與MATLAB編譯器進(jìn)行通信的工作環(huán)境，采用交互式設(shè)計方式。主要功能是：提供命令輸入的平臺，用戶可以通過命令窗口中直接輸入命令或數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計算；顯示命令執(zhí)行的結(jié)果，系統(tǒng)自動將反饋信息或結(jié)果顯示在命令窗口中。52.1.1命令窗口1、命令窗口的功能342.1.1命令窗口在命令窗口中，“>>”為提示符，表示MATLAB編譯器正等待用戶輸入命令。所有MATLAB命令、函數(shù)、程序都要在這個窗口下運(yùn)行。例如要創(chuàng)建一個變量，并賦值4.5，可以鍵入變量賦值命令：

>>x=4.5x=

4.5000

62.1.1命令窗口在命令窗口中，“>>”為提示符，表示M352.1.1命令窗口再想求pi*x的三角正弦函數(shù)值，就可繼續(xù)在”>>”后輸入。

>>sin(pi*x)ans=

1其中，ans是answer的縮寫，MATLAB中的默認(rèn)結(jié)果變量，當(dāng)沒有指定結(jié)果變量時，就默認(rèn)使用ans。72.1.1命令窗口再想求pi*x的三角正弦函數(shù)值，就可繼362.1.1命令窗口 注意：若在表達(dá)式后面跟分號“；”，MATLAB系統(tǒng)只完成該命令要求的計算任務(wù)，將不顯示結(jié)果作用：可以免除了系統(tǒng)資源對中間結(jié)果進(jìn)行十進(jìn)制和二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，使程序運(yùn)行速度成倍甚至成百倍的提高。82.1.1命令窗口 注意：若在表達(dá)式后面跟分號“；”，372.1.1命令窗口 為了簡化命令的輸入，在MATLAB中，最近使用過的幾條命令都存儲在內(nèi)存中，在命令歷史窗口（CommandHistory）中顯示出來，因此可以調(diào)出先前的命令。MATLAB提供了一些命令行功能鍵，來實(shí)現(xiàn)這一功能。

92.1.1命令窗口 為了簡化命令的輸入，在MATLAB中38例如可以使用方向鍵調(diào)出已經(jīng)輸入過的命令。假設(shè)將函數(shù)sin錯寫為sn，而鍵入了如下命令：

>>sn(3/pi)???Undefinedfunctionorvariable'sn'.這時你不用重新鍵入整行命令，而只需按“↑”鍵，就會再顯示剛才鍵入的命令行，進(jìn)行更正，接著接回車即可正常運(yùn)行．特別地，還可以只鍵入少量幾個字母，使用“↑”即可調(diào)出最后一條以這些字母開頭的命令。2.1.1命令窗口

10例如可以使用方向鍵調(diào)出已經(jīng)輸入過的命令。假設(shè)將函數(shù)sin39表2-1常用的命令行功能鍵鍵功能鍵功能↑重調(diào)前一行End移動到行尾↓重調(diào)下一行ESC清除一行←左移一個字符Backspace刪除光標(biāo)左側(cè)一個字符→右移一個字符PageUp向前翻頁Ctrl+←左移一個字PageDown向后翻頁Ctrl+→右移一個字Ctrl+Home光標(biāo)移到命令窗口首Home移動到行首Ctrl+End光標(biāo)移到命令窗口尾11表2-1常用的命令行功能鍵鍵功能鍵功能↑重調(diào)前一行En402.1.1命令窗口

2、數(shù)值的顯示格式MATLAB以雙精度浮點(diǎn)數(shù)來執(zhí)行運(yùn)算。顯示數(shù)值結(jié)果時，如果是整數(shù)，顯示整數(shù)；如果是實(shí)數(shù)，默認(rèn)顯示小數(shù)點(diǎn)后四位有效數(shù)字。用戶可以在提示符下鍵入相應(yīng)的format命令來指定改變數(shù)值的顯示格式，但不影響計算與存儲。也可以通過File菜單中的Preference菜單項來改變數(shù)值的顯示格式。122.1.1命令窗口 2、數(shù)值的顯示格式412.1.1命令窗口如：>>pians=3.1416>>formatlong>>pians=3.141592653589793>>formatshorte>>pians=3.1416e+000132.1.1命令窗口如：42表2-2

數(shù)值的顯示格式

MATLAB命令Pi注釋formatshort3.1416小數(shù)點(diǎn)后4位有效數(shù)字formatlong3.141592653589793小數(shù)點(diǎn)后15位有效數(shù)字formatshorte3.1416e+000小數(shù)點(diǎn)后4位有效數(shù)字+指數(shù)formatlonge3.141592653589793e+000小數(shù)點(diǎn)后15位有效數(shù)字+指數(shù)formatshortg3.1416短緊縮格式formatlongg3.14159265358979長緊縮格式formathex400921fb54442d1816進(jìn)制format++正（+）、負(fù)（-）或0（0）formatrat355/133分?jǐn)?shù)格式formatbank3.14銀行格式14表2-2數(shù)值的顯示格式

MATLAB命令Pi注釋for432.1.2工作區(qū)窗口工作空間窗口是MATLAB的變量管理中心，存儲著命令窗口輸入的命令和創(chuàng)建的所有變量值。可以顯示變量的名稱、值、尺寸和類別等，并用不同的圖標(biāo)表示不同類型的變量。

152.1.2工作區(qū)窗口工作空間窗口是MATLAB的變量管442.1.2工作區(qū)窗口每打開一次MATLAB，都會自動建立一個工作區(qū)，剛打開的MATLAB工作區(qū)中只有MATLAB提供的幾個常量，如pi（3.1415926…）虛數(shù)單位i等。運(yùn)行MATLAB的程序或命令時，產(chǎn)生的所有變量被加入到工作區(qū)，除非用特殊的命令刪除某變量，否則該變量在關(guān)閉MATLAB之前一直保存在工作區(qū)，工作區(qū)在MATLAB運(yùn)行期間一直存在，關(guān)閉MATLAB后，工作區(qū)自動消除。162.1.2工作區(qū)窗口每打開一次MATLAB，都會自動建452.1.2工作區(qū)窗口MATLAB提供了一些命令隨時查看工作區(qū)中的變量名及變量的值．

who或whos：顯示當(dāng)前工作區(qū)中的所有變量。who只顯示變量名，whos給出變量的大小、數(shù)據(jù)類型等信息。clear：清除工作區(qū)中的所有變量clear(變量名)：清除指定的工作區(qū)變量save：將當(dāng)前MATLAB工作空間中所有變量存入名為MATLAB.mat（缺省的文件名）的文件中，此命令的其它用法見2.2.1。172.1.2工作區(qū)窗口MATLAB提供了一些命令隨時查看462.1.2工作區(qū)窗口load：把磁盤文件matlab.mat（缺省的文件名）的內(nèi)容讀入內(nèi)存，顯示在工作區(qū)，此命令的其它用法見2.2.1。size（變量名）：顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量的尺寸。length(變量名)：顯顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量的長度。disp(變量名)：顯示當(dāng)前工作區(qū)中指定變量。pack：整理工作區(qū)內(nèi)存。182.1.2工作區(qū)窗口load：把磁盤文件matlab.472.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑1、命令歷史窗口命令歷史(CommandHistory)窗口以樹形列表的方式顯示已執(zhí)行過的命令。2、當(dāng)前路徑窗口當(dāng)前路徑(CurrentDirectory)窗口顯示了當(dāng)前路徑下文件信息，包括文件名稱、文件類型、修改日期、內(nèi)容描述等。在當(dāng)前路徑窗口中的某一文件上單擊鼠標(biāo)右鍵，會彈出菜單，可通過此菜單實(shí)現(xiàn)對文件的打開、運(yùn)行、重命名、復(fù)制、刪除等操作。192.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路482.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑3、搜索路徑MATLAB中有一條搜索路徑，搜索時按照規(guī)定的順序進(jìn)行。例如在MATLAB提示符下輸入example，MATLAB按下列順序開始搜索：（1）檢查example是不是工作區(qū)中的變量，如果是，返回該變量值；否則轉(zhuǎn)入（2）。（2）檢查example是不是內(nèi)部函數(shù)，如果是，執(zhí)行該內(nèi)部函數(shù)；否則轉(zhuǎn)入（3）。202.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路492.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑（3）檢查在當(dāng)前目錄中是否存在名為example的M文件，如果有，執(zhí)行該文件；否則轉(zhuǎn)入（4）。（4）在搜索路徑中查找是否存在名為example的M文件，如果有，執(zhí)行該文件；否則給出出錯信息。如果在搜索目錄中存在多個同名函數(shù)，則只執(zhí)行搜索路徑中的第一個函數(shù)，其它函數(shù)不再執(zhí)行。212.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路502.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路

徑窗口和搜索路徑可以通過在命令窗口中輸入path命令查看當(dāng)前搜索路徑。用戶還可以使用path命令臨時添加新的搜索路徑。如：>>path（’c：＼mypath’,path）；還可以通過“File”菜單下的“SetPath”項，打開路徑測覽器，把該目錄永久地保存在MATLAB的搜索路徑上。222.1.3命令歷史窗口、當(dāng)前路512.1.4M文件編輯器MATLAB的命令文件和函數(shù)文件的擴(kuò)展名都是“.m”,稱為M文件。Malab開發(fā)環(huán)境中專門提供了一個內(nèi)置的具有編輯和調(diào)