第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)000001-資料課件

第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)

3.1M文件

3.2數(shù)據(jù)的輸入輸出

3.3選擇結(jié)構(gòu)

3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.5函數(shù)文件

3.6全局變量和局部變量目錄第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)3.1M文件目錄13.1M文件編程M文件的功能和特點(diǎn)MATLAB是解釋性語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)單調(diào)試容易人機(jī)交互性強(qiáng)開放性、可擴(kuò)展性強(qiáng)3.1M文件編程M文件的功能和特點(diǎn)23.1.1M文件的建立與編輯1.建立新的M文件(1)菜單操作：MATLAB命令窗口的File菜單→New菜單項(xiàng)→

M-file命令。(2)命令操作：在MATLAB命令窗口輸入命令edit。(3)命令按鈕操作：?jiǎn)螕鬗ATLAB命令窗口工具欄上的“新建”命令按鈕。

2.編輯已有的M文件3.1.1M文件的建立與編輯3

3.1.2M文件的分類分類：命令文件(ScriptFile/腳本文件)和函數(shù)文件(FunctionFile)。

1。命令文件有效指令的集合，以文件名直接調(diào)用運(yùn)行。若要一次執(zhí)行大量的MATLAB命令，可將這些命令存放於一個(gè)后綴為m的文件，并在MATLAB提示號(hào)下鍵入此文件名即可。

3.1.2M文件的分類4命令文件對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在指令窗中直接輸入指令計(jì)算.對(duì)于復(fù)雜計(jì)算，采用命令文件最為合適.MATLAB只是按文件所寫的指令執(zhí)行.M命令文件的特點(diǎn)是：命令文件的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，只是一串按用戶意圖排列而成的（包括控制流向指令在內(nèi)的）MATLAB指令集合M文件中定義的變量為全局變量.命令文件運(yùn)行后，所產(chǎn)生的所有變量都駐留在MATLAB基本工作空間（Baseworkspace）中。只要用戶不使用清除指令（clear），MATLAB指令窗不關(guān)閉，這些變量將一直保存在基本工作空間中命令文件對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在指令窗中直接輸入指令計(jì)算5

例3.1建立一個(gè)命令文件將變量a,b的值互換，然后運(yùn)行該命令文件。首先建立命令文件并以文件名exch.m存盤：

clear;a=1:10;b=[11,12,13,14;15,16,17,18];c=a;a=b;b=c;ab

然后在MATLAB的命令窗口中輸入exch，將會(huì)執(zhí)行該命令文件。目錄例3.1建立一個(gè)命令文件將變量a,b的值互換，然后運(yùn)行該6函數(shù)文件與命令文件不同，函數(shù)文件猶如一個(gè)“黑箱”，把一些數(shù)據(jù)送進(jìn)并經(jīng)加工處理，再把結(jié)果送出來(lái).MATLAB提供的函數(shù)指令大部分都是由函數(shù)文件定義的.用M文件自定義函數(shù)，開頭為:functionyname=fname(xname)yname:因變量名，fname:函數(shù)名，xname：自變量名.文件名為fname，即與函數(shù)名相同.函數(shù)文件與命令文件不同，函數(shù)文件猶如一個(gè)“黑箱”，把一些數(shù)7

例3.2

建立一個(gè)函數(shù)文件將變量a,b的值互換，然后在命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件。首先建立函數(shù)文件fexch.m：

function[a,b]=fexch(a,b)%exchc=a;a=b;b=c;

然后在MATLAB的命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件：

clear;x=1:10;y=[11,12,13,14;15,16,17,18];[x,y]=fexch(x,y)目錄例3.2建立一個(gè)函數(shù)文件將變量a,b的值互換，然后在命令8由上例可以看出函數(shù)文件的一般格式為：function[輸出表]＝函數(shù)名（輸入表）函數(shù)體函數(shù)文件的第一行必須是以關(guān)鍵字function開始，表明該文件是函數(shù)文件．輸入表是以逗號(hào)相分隔的形參．輸出表是函數(shù)的返回值．如果返回值只有一個(gè)方括號(hào)可以省略；如果返回值不止一個(gè)，輸出表中的各個(gè)變量要以逗號(hào)隔開．由上例可以看出函數(shù)文件的一般格式為：function[輸9標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)。（1）函數(shù)定義行（關(guān)鍵字function）function[out1,out2,..]=filename(in1,in2,..)輸入和輸出（返回）的參數(shù)個(gè)數(shù)分別由nargin和nargout兩個(gè)MATLAB保留的變量來(lái)給出。（2）第一行幫助行，即H1行以（%）開頭，作為lookfor指令搜索的行，可以使程式易於了解與管理。特別要說(shuō)明的是，第一注解行通常用來(lái)簡(jiǎn)短說(shuō)明此M檔案的功能，以便lookfor能以關(guān)鍵字比對(duì)的方式來(lái)找出此M檔案。

舉例來(lái)說(shuō)，fexch.m的第一注解行包含exch這個(gè)字，因此如果鍵入lookforexch，MATLAB即可列出所有在第一注解行包含exch的M檔案，因而fexch.m也會(huì)被列名在內(nèi)。

標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)。10（3）函數(shù)體說(shuō)明及有關(guān)注解,以（%）開頭，用以說(shuō)明函數(shù)的作用及有關(guān)內(nèi)容（4）函數(shù)體語(yǔ)句函數(shù)體內(nèi)使用的除返回和輸入變量這些在function語(yǔ)句中直接引用的變量以外的所有變量都是局部變量，即在該函數(shù)返回之后，這些變量會(huì)自動(dòng)在MATLAB的工作空間中清除掉。如果希望這些中間變量成為在整個(gè)程序中都起作用的變量，則可以將它們?cè)O(shè)置為全局變量（3）函數(shù)體說(shuō)明及有關(guān)注解,以（%）開頭，用以說(shuō)明函數(shù)的作用11例3.3建立一個(gè)自變量為m,n的函數(shù)，用其構(gòu)造mn矩陣，其元素隨機(jī)取均勻分布在0~9中的整數(shù)：

functiona=randint(m,n)a=floor(10*rand(m,n));以上兩句存為M文件randint.m.

用法：

A=randint(2,3)%z則A為23矩陣，其元素為隨機(jī)取自0~9中的整數(shù).

函數(shù)M文件中的變量為局部變量，要想在CommandWindow或其他M文件中可調(diào)用，必須在這些地方把此變量說(shuō)明為global:例如，globala;

注意，M文件必須存放在MATLAB的搜索路徑中才可被調(diào)用.例3.3建立一個(gè)自變量為m,n的函數(shù)，用其構(gòu)造mn矩123.2數(shù)據(jù)的輸入輸出3.2.1input函數(shù)調(diào)用格式為：

A=input(提示信息，選項(xiàng))；其中，提示信息為一個(gè)字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。如果在input函數(shù)調(diào)用時(shí)采用‘s’選項(xiàng)，則允許用戶輸入一個(gè)字符串。例如，想輸入一個(gè)人的姓名，可采用命令：

>>xm=input('What''syourname?','s')What'syourname?xiaoweixm=xiaowei目錄3.2數(shù)據(jù)的輸入輸出3.2.1input函數(shù)目錄13

3.2.2disp函數(shù)調(diào)用格式為

disp(輸出項(xiàng))

其中輸出項(xiàng)既可以為字符串，也可以為矩陣。注意：用disp函數(shù)顯示矩陣時(shí)將不顯示矩陣的名字，而且其格式更緊密，且不留任何沒(méi)有意義的空行。目錄3.2.2disp函數(shù)目錄14

例3.4

求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：

a=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))])目錄disp(x)顯示x的內(nèi)容，與x的區(qū)別是：前者僅顯示x的內(nèi)容，后者多個(gè)"x=".a=?3b=?4c=?9x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i例3.4求一元二次方程ax2+bx+c=0的15

3.2.3pause函數(shù)其調(diào)用格式為：

pause(延遲秒數(shù))

如果省略延遲時(shí)間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行中止程序的運(yùn)行可使用Ctrl+C命令。目錄3.2.3pause函數(shù)目錄16MATLAB流程控制循環(huán)語(yǔ)句for,while條件轉(zhuǎn)移ifend,ifelseifelseend開關(guān)語(yǔ)句switchcase注釋語(yǔ)句%中斷語(yǔ)句break暫停語(yǔ)句pause回顯語(yǔ)句echoon/offMATLAB流程控制17

3.3選擇結(jié)構(gòu)

3.3.1if語(yǔ)句

在MATLAB中，if語(yǔ)句有3種格式。

1.單分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：

if條件語(yǔ)句組

end

當(dāng)條件成立時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句。目錄3.3選擇結(jié)構(gòu)3.3.1if語(yǔ)句目錄18

2.雙分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：

if條件語(yǔ)句組1else

語(yǔ)句組2end

當(dāng)條件成立時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組1，否則執(zhí)行語(yǔ)句組2，語(yǔ)句組1或語(yǔ)句組2執(zhí)行后，再執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句。目錄2.雙分支if語(yǔ)句目錄19

例3.4計(jì)算分段函數(shù)值目錄程序如下：>>x=input('請(qǐng)輸入x的值:');

ifx==10y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);

elsey=x*sqrt(x+sqrt(x));

endy請(qǐng)輸入x的值:y=47.189312例3.4計(jì)算分段函數(shù)值目錄程序如下：>>x=in20

3.多分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：if條件1

語(yǔ)句組1elseif條件2

語(yǔ)句組2……elseif條件m

語(yǔ)句組melse

語(yǔ)句組m+1end目錄3.多分支if語(yǔ)句目錄21第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)000001-資料課件22

例3.5

輸入一個(gè)字符，若為大寫字母，則輸出其后繼字符，若為小寫字母，則輸出其前導(dǎo)字符，若為數(shù)字字符則輸出其對(duì)應(yīng)的數(shù)值，若為其他字符則原樣輸出。目錄

c=input('請(qǐng)輸入一個(gè)字符','s');ifc>='A'&c<='Z'disp(setstr(abs(c)+1));elseifc>='a'&c<='z'disp(setstr(abs(c)-1));elseifc>='0'&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end程序如下：例3.5輸入一個(gè)字符，若為大寫字母，則輸出其后繼字符，23

3.3.2開關(guān)結(jié)構(gòu):switch語(yǔ)句其語(yǔ)句格式為：目錄switch表達(dá)式

case表達(dá)式1

語(yǔ)句組1case表達(dá)式2

語(yǔ)句組2……case表達(dá)式m

語(yǔ)句組motherwise

語(yǔ)句組m+1end3.3.2開關(guān)結(jié)構(gòu):switch語(yǔ)句目錄switc24第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)000001-資料課件25

例3.6某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買的商品實(shí)行打折銷售，已知打折標(biāo)準(zhǔn)為：商品價(jià)格小于200元時(shí)，折扣率為0;商品價(jià)格大于或等于200元且小于500時(shí)，折扣率為0.03;商品價(jià)格大于或等于500且小于1000元時(shí)，折扣率為0.05;商品價(jià)格大于或等于1000且小于2500元時(shí)，折扣率為0.08;商品價(jià)格大于或等于2500且小于5000元時(shí)，折扣率為0.1;商品價(jià)格大于或等于5000元時(shí)，折扣率為0.14;求所售商品的實(shí)際銷售價(jià)格。目錄程序如下例3.6某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買的商品實(shí)行打折銷售，目錄程序如26＞＞price=input('請(qǐng)輸入商品價(jià)格');switchfix(price/100)case{0,1}rate=0;case{2,3,4}rate=3/100;casenum2cell(5:9)rate=5/100;casenum2cell(10:24)rate=8/100;casenum2cell(25:49)rate=10/100;otherwiserate=14/100;endprice=price*(1-rate)請(qǐng)輸入商品價(jià)格890price=845.5000＞＞price=input('請(qǐng)輸入商品價(jià)格');請(qǐng)輸入商品27

3.3.3try語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：try

語(yǔ)句組1catch

語(yǔ)句組2endtry語(yǔ)句先試探性執(zhí)行語(yǔ)句組1，如果語(yǔ)句組1在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將錯(cuò)誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語(yǔ)句組2。這種試探性執(zhí)行語(yǔ)句是其他高級(jí)語(yǔ)言所沒(méi)有的。目錄3.3.3try語(yǔ)句目錄28

例3.7

矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先求兩矩陣的乘積，若出錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩矩陣的點(diǎn)乘。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%顯示出錯(cuò)原因目錄C=71627405572ans=Errorusing==>*Innermatrixdimensionsmustagree.例3.7矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先29

3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.4.1for語(yǔ)句

基本格式for循環(huán)變量＝起始值：步長(zhǎng)：終止值循環(huán)體

end步長(zhǎng)缺省值為1，可以在正實(shí)數(shù)或負(fù)實(shí)數(shù)范圍內(nèi)任意指定。對(duì)于正數(shù)，循環(huán)變量的值大于終止值時(shí)，循環(huán)結(jié)束；對(duì)于負(fù)數(shù)，循環(huán)變量的值小于終止值時(shí)，循環(huán)結(jié)束。循環(huán)結(jié)構(gòu)可以嵌套使用。目錄3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)3.4.1for語(yǔ)句30

fori=1:5forj=1:5a(i,j)=1/(i+j-1);endenda=1.00000.50000.33330.25000.2000

0.50000.33330.25000.20000.16670.33330.25000.20000.16670.14290.25000.20000.16670.14290.12500.20000.16670.14290.12500.1111fori=1:531

例3.8

已知求y的表達(dá)式，

當(dāng)n=100時(shí)，求y的值。目錄在實(shí)際MATLAB編程中，為提高程序的執(zhí)行速度，常用向量運(yùn)算來(lái)代替循環(huán)操作：

n=100;i=1:n;f=1./i.^2;y=sum(f)程序如下：

y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/i/i;endyy=2047/1252例3.8已知求y的表達(dá)式，目錄在實(shí)際MATLAB32

例3.9

求定積分。程序如下：

a=0;b=3*pi;n=1000;h=(b-a)/n;x=a:h:b;f=exp(-0.5*x).*sin(x+pi/6);fori=1:ns(i)=(f(i)+f(i+1))*h/2;ends=sum(s)

目錄事實(shí)上，MATLAB提供了有關(guān)數(shù)值積分的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，實(shí)際應(yīng)用中可直接調(diào)用這些函數(shù)求數(shù)值積分。s=754/837例3.9求定積分33for語(yǔ)句更一般的格式：for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式循環(huán)體語(yǔ)句

end

執(zhí)行過(guò)程是依次將矩陣的各列元素賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，直至各列元素處理完畢。實(shí)際上，“表達(dá)式1:表達(dá)式2:表達(dá)式3”是一個(gè)僅為一行的矩陣(行向量)，因而列向量是單個(gè)數(shù)據(jù)。目錄for語(yǔ)句更一般的格式：for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式目錄34

例3.10已知5個(gè)學(xué)生4門功課的成績(jī)，求每名學(xué)生的總成績(jī)。程序如下：s=0;a=[65,76,56,78;98,83,74,85;76,67,78,79;98,58,42,73;67,89,76,87]fork=as=s+k;enddisp(s');目錄a=6576567898837485766778799858427367897687275340300271319例3.10已知5個(gè)學(xué)生4門功課的成績(jī)，求每名學(xué)生的總成績(jī)35

3.4.2while語(yǔ)句

while語(yǔ)句一般用于不能事先確定循環(huán)次數(shù)的情況．while語(yǔ)句的一般格式為：

while(條件)

循環(huán)體語(yǔ)句

end

其執(zhí)行過(guò)程為：若條件成立，則執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，執(zhí)行后再判斷條件是否成立，如果不成立則跳出循環(huán)(如圖3.5所示)。目錄3.4.2while語(yǔ)句目錄36While循環(huán)和for循環(huán)的區(qū)別在于，while循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體被執(zhí)行的次數(shù)不是確定的，而for結(jié)構(gòu)中循環(huán)體的執(zhí)行次數(shù)是確定的。While循環(huán)和for循環(huán)的區(qū)別在于，while循環(huán)結(jié)構(gòu)的循37例用循環(huán)求解例用循環(huán)求解最小的m例用循環(huán)求解例用循環(huán)求解38用while循環(huán)語(yǔ)句編寫一個(gè)計(jì)算1000以內(nèi)的Fibonacci數(shù)：

f=[11];i=1;whilef(i)+f(i+1)<1000f(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;endf=1123581321345589144233377610987用while循環(huán)語(yǔ)句編寫一個(gè)計(jì)算1000以內(nèi)的Fibonac39

例3.11

產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為６的調(diào)和數(shù)列。程序如下：

X=zeros(1,6);i=1;whilei<=6X(i)=1/i;i=i+1;endformatrat%使用分?jǐn)?shù)表示數(shù)值

disp(X)目錄Columns1through511/21/31/41/5Column61/6例3.11產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為６的調(diào)和數(shù)列。目錄Col40

與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的還有一個(gè)break語(yǔ)句，當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語(yǔ)句時(shí)，程序?qū)⑻鲅h(huán)。該語(yǔ)句一般與if語(yǔ)句配合使用。

例3.12

用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)例3.8。

程序如下：

y=0;i=1;while1f=1/i/i;y=y+f;ifi==100break;endi=i+1;endy目錄與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的還有一個(gè)break語(yǔ)句，當(dāng)在循環(huán)體41

3.4.3循環(huán)的嵌套如果一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體又包括一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，就稱為循環(huán)的嵌套，或稱為多重循環(huán)結(jié)構(gòu)?？梢园凑涨短讓訑?shù)，分別叫做二重循環(huán)、三重循環(huán)等。處于內(nèi)部的循環(huán)叫作內(nèi)循環(huán)，處于外部的循環(huán)叫作外循環(huán)。在設(shè)計(jì)多重循環(huán)時(shí)，要特別注意內(nèi)、外循環(huán)之間的關(guān)系，以及各語(yǔ)句放置的位置，不要搞錯(cuò)。目錄3.4.3循環(huán)的嵌套目錄42

例3.13

用篩選法求某自然數(shù)范圍內(nèi)的全部素?cái)?shù)。程序如下：

m=input('m=');p=2:m;fori=2:sqrt(m)n=find(rem(p,i)==0&p~=i);p(n)=[];endp目錄m=100p=Columns1through5235711Columns6through101317192329Columns11through153137414347Columns16through205359616771Columns21through257379838997例3.13用篩選法求某自然數(shù)范圍內(nèi)的全部素?cái)?shù)。目錄m=43

3.5函數(shù)文件

3.5.1函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)函數(shù)文件由function語(yǔ)句引導(dǎo)，其基本結(jié)構(gòu)為：

function輸出形參表=函數(shù)名(輸入形參表)

注釋說(shuō)明部分函數(shù)體語(yǔ)句目錄3.5函數(shù)文件3.5.1函數(shù)文件的基44

說(shuō)明：(1)關(guān)于函數(shù)文件名:函數(shù)文件名與函數(shù)名也可以不相同。當(dāng)兩者不同時(shí)，MATLAB將忽略函數(shù)名而確認(rèn)函數(shù)文件名，因此調(diào)用時(shí)使用函數(shù)文件名。(2)關(guān)于注釋說(shuō)明部分。注釋說(shuō)明包括三部分內(nèi)容：①緊隨函數(shù)文件引導(dǎo)行之后以%開頭的第一注釋行。②第一注釋行及之后連續(xù)的注釋行。③與在線幫助文本相隔一空行的注釋行。(3)關(guān)于return語(yǔ)句。執(zhí)行到該語(yǔ)句就結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行，程序流程轉(zhuǎn)至調(diào)用該函數(shù)的位置。通常，在函數(shù)文件中也可不使用return語(yǔ)句，這時(shí)在被調(diào)函數(shù)執(zhí)行完成后自動(dòng)返回。目錄說(shuō)明：目錄45

例3.14

編寫函數(shù)文件求半徑為r的圓的面積和周長(zhǎng)。函數(shù)文件如下：

function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculatetheareaandperimeterofacircleofradiir%r圓半徑

%s圓面積

%p圓周長(zhǎng)

%2019年7月30日編

s=pi*r*r;p=2*pi*r;

將以上函數(shù)文件以文件名fcircle.m存入c:\matlabr11\work下，然后在MATLAB命令窗口調(diào)用該函數(shù)：

[s,p]=fcircle(10)目錄s=13823/44p=7100/113例3.14編寫函數(shù)文件求半徑為r的圓的面積和周46

3.5.2函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般格式是：

[輸出實(shí)參表]=函數(shù)名(輸入實(shí)參表)例3.15

利用函數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)(x,y)與極坐標(biāo)(ρ,θ)之間的轉(zhuǎn)換。函數(shù)文件tran.m：

function[rho,theta]=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);

調(diào)用tran.m的命令文件main1.m：

x=input('Pleaseinputx=:');y=input('Pleaseinputy=:');[rho,the]=tran(x,y);rhothe目錄3.5.2函數(shù)調(diào)用目錄47

例3.16

利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求n！。遞歸調(diào)用函數(shù)文件factor.m：

functionf=factor(n)ifn<=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;end

在命令文件main2.m中調(diào)用函數(shù)文件factor.m求s=1!+2!+3!+4!+5!。目錄n=input('Pleaseinputn=:');s=0;fori=1:n[nfa]=factor(i);s=s+nfa;ends>>main2Pleaseinputn=:5s=153例3.16利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求n！。目錄n=i48

3.5.3函數(shù)所傳遞參數(shù)的可調(diào)性在調(diào)用函數(shù)時(shí)，MATLAB用兩個(gè)永久變量nargin和nargout分別記錄調(diào)用該函數(shù)時(shí)的輸入實(shí)參和輸出實(shí)參的個(gè)數(shù)。只要在函數(shù)文件中包含這兩個(gè)變量，就可以準(zhǔn)確地知道該函數(shù)文件被調(diào)用時(shí)的輸入輸出參數(shù)個(gè)數(shù)，從而決定函數(shù)如何進(jìn)行處理。目錄3.5.3函數(shù)所傳遞參數(shù)的可調(diào)性目錄49

例3.17nargin用法示例。函數(shù)文件examp.m：

functionfout=examp(a,b,c)ifnargin==1fout=a;elseifnargin==2fout=a+b;elseifnargin==3fout=(a*b*c)/2;end

命令文件mydemo.m：

x=[1:3];y=[1;2;3];examp(x)examp(x,y')examp(x,y,3)目錄>>mydemoans=123ans=246ans=21例3.17nargin用法示例。目錄>>myd50

3.6全局變量和局部變量全局變量用命令global定義。函數(shù)文件的內(nèi)部變量是局部的，與其他函數(shù)文件及MATLAB工作空間相互隔離。

例3.18

全局變量應(yīng)用示例。先建立函數(shù)文件wadd.m，該函數(shù)將輸入的參數(shù)加權(quán)相加。

functionf=wadd(x,y)globalALPHABETAf=ALPHA*x+BETA*y;

在命令窗口中輸入：

globalALPHABETAALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2)目錄s=53.6全局變量和局部變量全局變量用命令g51第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)

3.1M文件

3.2數(shù)據(jù)的輸入輸出

3.3選擇結(jié)構(gòu)

3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.5函數(shù)文件

3.6全局變量和局部變量目錄第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)3.1M文件目錄523.1M文件編程M文件的功能和特點(diǎn)MATLAB是解釋性語(yǔ)言語(yǔ)法簡(jiǎn)單調(diào)試容易人機(jī)交互性強(qiáng)開放性、可擴(kuò)展性強(qiáng)3.1M文件編程M文件的功能和特點(diǎn)533.1.1M文件的建立與編輯1.建立新的M文件(1)菜單操作：MATLAB命令窗口的File菜單→New菜單項(xiàng)→

M-file命令。(2)命令操作：在MATLAB命令窗口輸入命令edit。(3)命令按鈕操作：?jiǎn)螕鬗ATLAB命令窗口工具欄上的“新建”命令按鈕。

2.編輯已有的M文件3.1.1M文件的建立與編輯54

3.1.2M文件的分類分類：命令文件(ScriptFile/腳本文件)和函數(shù)文件(FunctionFile)。

1。命令文件有效指令的集合，以文件名直接調(diào)用運(yùn)行。若要一次執(zhí)行大量的MATLAB命令，可將這些命令存放於一個(gè)后綴為m的文件，并在MATLAB提示號(hào)下鍵入此文件名即可。

3.1.2M文件的分類55命令文件對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在指令窗中直接輸入指令計(jì)算.對(duì)于復(fù)雜計(jì)算，采用命令文件最為合適.MATLAB只是按文件所寫的指令執(zhí)行.M命令文件的特點(diǎn)是：命令文件的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，只是一串按用戶意圖排列而成的（包括控制流向指令在內(nèi)的）MATLAB指令集合M文件中定義的變量為全局變量.命令文件運(yùn)行后，所產(chǎn)生的所有變量都駐留在MATLAB基本工作空間（Baseworkspace）中。只要用戶不使用清除指令（clear），MATLAB指令窗不關(guān)閉，這些變量將一直保存在基本工作空間中命令文件對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在指令窗中直接輸入指令計(jì)算56

例3.1建立一個(gè)命令文件將變量a,b的值互換，然后運(yùn)行該命令文件。首先建立命令文件并以文件名exch.m存盤：

clear;a=1:10;b=[11,12,13,14;15,16,17,18];c=a;a=b;b=c;ab

然后在MATLAB的命令窗口中輸入exch，將會(huì)執(zhí)行該命令文件。目錄例3.1建立一個(gè)命令文件將變量a,b的值互換，然后運(yùn)行該57函數(shù)文件與命令文件不同，函數(shù)文件猶如一個(gè)“黑箱”，把一些數(shù)據(jù)送進(jìn)并經(jīng)加工處理，再把結(jié)果送出來(lái).MATLAB提供的函數(shù)指令大部分都是由函數(shù)文件定義的.用M文件自定義函數(shù)，開頭為:functionyname=fname(xname)yname:因變量名，fname:函數(shù)名，xname：自變量名.文件名為fname，即與函數(shù)名相同.函數(shù)文件與命令文件不同，函數(shù)文件猶如一個(gè)“黑箱”，把一些數(shù)58

例3.2

建立一個(gè)函數(shù)文件將變量a,b的值互換，然后在命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件。首先建立函數(shù)文件fexch.m：

function[a,b]=fexch(a,b)%exchc=a;a=b;b=c;

然后在MATLAB的命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件：

clear;x=1:10;y=[11,12,13,14;15,16,17,18];[x,y]=fexch(x,y)目錄例3.2建立一個(gè)函數(shù)文件將變量a,b的值互換，然后在命令59由上例可以看出函數(shù)文件的一般格式為：function[輸出表]＝函數(shù)名（輸入表）函數(shù)體函數(shù)文件的第一行必須是以關(guān)鍵字function開始，表明該文件是函數(shù)文件．輸入表是以逗號(hào)相分隔的形參．輸出表是函數(shù)的返回值．如果返回值只有一個(gè)方括號(hào)可以省略；如果返回值不止一個(gè)，輸出表中的各個(gè)變量要以逗號(hào)隔開．由上例可以看出函數(shù)文件的一般格式為：function[輸60標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)。（1）函數(shù)定義行（關(guān)鍵字function）function[out1,out2,..]=filename(in1,in2,..)輸入和輸出（返回）的參數(shù)個(gè)數(shù)分別由nargin和nargout兩個(gè)MATLAB保留的變量來(lái)給出。（2）第一行幫助行，即H1行以（%）開頭，作為lookfor指令搜索的行，可以使程式易於了解與管理。特別要說(shuō)明的是，第一注解行通常用來(lái)簡(jiǎn)短說(shuō)明此M檔案的功能，以便lookfor能以關(guān)鍵字比對(duì)的方式來(lái)找出此M檔案。

舉例來(lái)說(shuō)，fexch.m的第一注解行包含exch這個(gè)字，因此如果鍵入lookforexch，MATLAB即可列出所有在第一注解行包含exch的M檔案，因而fexch.m也會(huì)被列名在內(nèi)。

標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)。61（3）函數(shù)體說(shuō)明及有關(guān)注解,以（%）開頭，用以說(shuō)明函數(shù)的作用及有關(guān)內(nèi)容（4）函數(shù)體語(yǔ)句函數(shù)體內(nèi)使用的除返回和輸入變量這些在function語(yǔ)句中直接引用的變量以外的所有變量都是局部變量，即在該函數(shù)返回之后，這些變量會(huì)自動(dòng)在MATLAB的工作空間中清除掉。如果希望這些中間變量成為在整個(gè)程序中都起作用的變量，則可以將它們?cè)O(shè)置為全局變量（3）函數(shù)體說(shuō)明及有關(guān)注解,以（%）開頭，用以說(shuō)明函數(shù)的作用62例3.3建立一個(gè)自變量為m,n的函數(shù)，用其構(gòu)造mn矩陣，其元素隨機(jī)取均勻分布在0~9中的整數(shù)：

functiona=randint(m,n)a=floor(10*rand(m,n));以上兩句存為M文件randint.m.

用法：

A=randint(2,3)%z則A為23矩陣，其元素為隨機(jī)取自0~9中的整數(shù).

函數(shù)M文件中的變量為局部變量，要想在CommandWindow或其他M文件中可調(diào)用，必須在這些地方把此變量說(shuō)明為global:例如，globala;

注意，M文件必須存放在MATLAB的搜索路徑中才可被調(diào)用.例3.3建立一個(gè)自變量為m,n的函數(shù)，用其構(gòu)造mn矩633.2數(shù)據(jù)的輸入輸出3.2.1input函數(shù)調(diào)用格式為：

A=input(提示信息，選項(xiàng))；其中，提示信息為一個(gè)字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。如果在input函數(shù)調(diào)用時(shí)采用‘s’選項(xiàng)，則允許用戶輸入一個(gè)字符串。例如，想輸入一個(gè)人的姓名，可采用命令：

>>xm=input('What''syourname?','s')What'syourname?xiaoweixm=xiaowei目錄3.2數(shù)據(jù)的輸入輸出3.2.1input函數(shù)目錄64

3.2.2disp函數(shù)調(diào)用格式為

disp(輸出項(xiàng))

其中輸出項(xiàng)既可以為字符串，也可以為矩陣。注意：用disp函數(shù)顯示矩陣時(shí)將不顯示矩陣的名字，而且其格式更緊密，且不留任何沒(méi)有意義的空行。目錄3.2.2disp函數(shù)目錄65

例3.4

求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：

a=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))])目錄disp(x)顯示x的內(nèi)容，與x的區(qū)別是：前者僅顯示x的內(nèi)容，后者多個(gè)"x=".a=?3b=?4c=?9x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i例3.4求一元二次方程ax2+bx+c=0的66

3.2.3pause函數(shù)其調(diào)用格式為：

pause(延遲秒數(shù))

如果省略延遲時(shí)間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行中止程序的運(yùn)行可使用Ctrl+C命令。目錄3.2.3pause函數(shù)目錄67MATLAB流程控制循環(huán)語(yǔ)句for,while條件轉(zhuǎn)移ifend,ifelseifelseend開關(guān)語(yǔ)句switchcase注釋語(yǔ)句%中斷語(yǔ)句break暫停語(yǔ)句pause回顯語(yǔ)句echoon/offMATLAB流程控制68

3.3選擇結(jié)構(gòu)

3.3.1if語(yǔ)句

在MATLAB中，if語(yǔ)句有3種格式。

1.單分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：

if條件語(yǔ)句組

end

當(dāng)條件成立時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句。目錄3.3選擇結(jié)構(gòu)3.3.1if語(yǔ)句目錄69

2.雙分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：

if條件語(yǔ)句組1else

語(yǔ)句組2end

當(dāng)條件成立時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組1，否則執(zhí)行語(yǔ)句組2，語(yǔ)句組1或語(yǔ)句組2執(zhí)行后，再執(zhí)行if語(yǔ)句的后繼語(yǔ)句。目錄2.雙分支if語(yǔ)句目錄70

例3.4計(jì)算分段函數(shù)值目錄程序如下：>>x=input('請(qǐng)輸入x的值:');

ifx==10y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);

elsey=x*sqrt(x+sqrt(x));

endy請(qǐng)輸入x的值:y=47.189312例3.4計(jì)算分段函數(shù)值目錄程序如下：>>x=in71

3.多分支if語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：if條件1

語(yǔ)句組1elseif條件2

語(yǔ)句組2……elseif條件m

語(yǔ)句組melse

語(yǔ)句組m+1end目錄3.多分支if語(yǔ)句目錄72第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)000001-資料課件73

例3.5

輸入一個(gè)字符，若為大寫字母，則輸出其后繼字符，若為小寫字母，則輸出其前導(dǎo)字符，若為數(shù)字字符則輸出其對(duì)應(yīng)的數(shù)值，若為其他字符則原樣輸出。目錄

c=input('請(qǐng)輸入一個(gè)字符','s');ifc>='A'&c<='Z'disp(setstr(abs(c)+1));elseifc>='a'&c<='z'disp(setstr(abs(c)-1));elseifc>='0'&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end程序如下：例3.5輸入一個(gè)字符，若為大寫字母，則輸出其后繼字符，74

3.3.2開關(guān)結(jié)構(gòu):switch語(yǔ)句其語(yǔ)句格式為：目錄switch表達(dá)式

case表達(dá)式1

語(yǔ)句組1case表達(dá)式2

語(yǔ)句組2……case表達(dá)式m

語(yǔ)句組motherwise

語(yǔ)句組m+1end3.3.2開關(guān)結(jié)構(gòu):switch語(yǔ)句目錄switc75第3章MATLAB程序設(shè)計(jì)000001-資料課件76

例3.6某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買的商品實(shí)行打折銷售，已知打折標(biāo)準(zhǔn)為：商品價(jià)格小于200元時(shí)，折扣率為0;商品價(jià)格大于或等于200元且小于500時(shí)，折扣率為0.03;商品價(jià)格大于或等于500且小于1000元時(shí)，折扣率為0.05;商品價(jià)格大于或等于1000且小于2500元時(shí)，折扣率為0.08;商品價(jià)格大于或等于2500且小于5000元時(shí)，折扣率為0.1;商品價(jià)格大于或等于5000元時(shí)，折扣率為0.14;求所售商品的實(shí)際銷售價(jià)格。目錄程序如下例3.6某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買的商品實(shí)行打折銷售，目錄程序如77＞＞price=input('請(qǐng)輸入商品價(jià)格');switchfix(price/100)case{0,1}rate=0;case{2,3,4}rate=3/100;casenum2cell(5:9)rate=5/100;casenum2cell(10:24)rate=8/100;casenum2cell(25:49)rate=10/100;otherwiserate=14/100;endprice=price*(1-rate)請(qǐng)輸入商品價(jià)格890price=845.5000＞＞price=input('請(qǐng)輸入商品價(jià)格');請(qǐng)輸入商品78

3.3.3try語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：try

語(yǔ)句組1catch

語(yǔ)句組2endtry語(yǔ)句先試探性執(zhí)行語(yǔ)句組1，如果語(yǔ)句組1在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將錯(cuò)誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語(yǔ)句組2。這種試探性執(zhí)行語(yǔ)句是其他高級(jí)語(yǔ)言所沒(méi)有的。目錄3.3.3try語(yǔ)句目錄79

例3.7

矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先求兩矩陣的乘積，若出錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩矩陣的點(diǎn)乘。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%顯示出錯(cuò)原因目錄C=71627405572ans=Errorusing==>*Innermatrixdimensionsmustagree.例3.7矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先80

3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)

3.4.1for語(yǔ)句

基本格式for循環(huán)變量＝起始值：步長(zhǎng)：終止值循環(huán)體

end步長(zhǎng)缺省值為1，可以在正實(shí)數(shù)或負(fù)實(shí)數(shù)范圍內(nèi)任意指定。對(duì)于正數(shù)，循環(huán)變量的值大于終止值時(shí)，循環(huán)結(jié)束；對(duì)于負(fù)數(shù)，循環(huán)變量的值小于終止值時(shí)，循環(huán)結(jié)束。循環(huán)結(jié)構(gòu)可以嵌套使用。目錄3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)3.4.1for語(yǔ)句81

fori=1:5forj=1:5a(i,j)=1/(i+j-1);endenda=1.00000.50000.33330.25000.2000

0.50000.33330.25000.20000.16670.33330.25000.20000.16670.14290.25000.20000.16670.14290.12500.20000.16670.14290.12500.1111fori=1:582

例3.8

已知求y的表達(dá)式，

當(dāng)n=100時(shí)，求y的值。目錄在實(shí)際MATLAB編程中，為提高程序的執(zhí)行速度，常用向量運(yùn)算來(lái)代替循環(huán)操作：

n=100;i=1:n;f=1./i.^2;y=sum(f)程序如下：

y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/i/i;endyy=2047/1252例3.8已知求y的表達(dá)式，目錄在實(shí)際MATLAB83

例3.9

求定積分。程序如下：

a=0;b=3*pi;n=1000;h=(b-a)/n;x=a:h:b;f=exp(-0.5*x).*sin(x+pi/6);fori=1:ns(i)=(f(i)+f(i+1))*h/2;ends=sum(s)

目錄事實(shí)上，MATLAB提供了有關(guān)數(shù)值積分的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，實(shí)際應(yīng)用中可直接調(diào)用這些函數(shù)求數(shù)值積分。s=754/837例3.9求定積分84for語(yǔ)句更一般的格式：for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式循環(huán)體語(yǔ)句

end

執(zhí)行過(guò)程是依次將矩陣的各列元素賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，直至各列元素處理完畢。實(shí)際上，“表達(dá)式1:表達(dá)式2:表達(dá)式3”是一個(gè)僅為一行的矩陣(行向量)，因而列向量是單個(gè)數(shù)據(jù)。目錄for語(yǔ)句更一般的格式：for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式目錄85

例3.10已知5個(gè)學(xué)生4門功課的成績(jī)，求每名學(xué)生的總成績(jī)。程序如下：s=0;a=[65,76,56,78;98,83,74,85;76,67,78,79;98,58,42,73;67,89,76,87]fork=as=s+k;enddisp(s');目錄a=6576567898837485766778799858427367897687275340300271319例3.10已知5個(gè)學(xué)生4門功課的成績(jī)，求每名學(xué)生的總成績(jī)86

3.4.2while語(yǔ)句

while語(yǔ)句一般用于不能事先確定循環(huán)次數(shù)的情況．while語(yǔ)句的一般格式為：

while(條件)

循環(huán)體語(yǔ)句

end

其執(zhí)行過(guò)程為：若條件成立，則執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，執(zhí)行后再判斷條件是否成立，如果不成立則跳出循環(huán)(如圖3.5所示)。目錄3.4.2while語(yǔ)句目錄87While循環(huán)和for循環(huán)的區(qū)別在于，while循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體被執(zhí)行的次數(shù)不是確定的，而for結(jié)構(gòu)中循環(huán)體的執(zhí)行次數(shù)是確定的。While循環(huán)和for循環(huán)的區(qū)別在于，while循環(huán)結(jié)構(gòu)的循88例用循環(huán)求解例用循環(huán)求解最小的m例用循環(huán)求解例用循環(huán)求解89用while循環(huán)語(yǔ)句編寫一個(gè)計(jì)算1000以內(nèi)的Fibonacci數(shù)：

f=[11];i=1;whilef(i)+f(i+1)<1000f(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;endf=1123581321345589144233377610987用while循環(huán)語(yǔ)句編寫一個(gè)計(jì)算1000以內(nèi)的Fibonac90

例3.11

產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為６的調(diào)和數(shù)列。程序如下：

X=zeros(1,6);i=1;whilei<=6X(i)=1/i;i=i+1;endformatrat%使用分?jǐn)?shù)表示數(shù)值

disp(X)目錄Columns1through511/21/31/41/5Column61/6例3.11產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為６的調(diào)和數(shù)列。目錄Col91

與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的還有一個(gè)break語(yǔ)句，當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語(yǔ)句時(shí)，程序?qū)⑻鲅h(huán)。該語(yǔ)句一般與if語(yǔ)句配合使用。

例3.12

用while語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)例3.8。

程序如下：

y=0;i=1;while1f=1/i/i;y=y+f;ifi==100break;endi=i+1;endy目錄與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的還有一個(gè)break語(yǔ)句，當(dāng)在循環(huán)體92

3.4.3循環(huán)的嵌套如果一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體又包括一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)，就稱為循環(huán)的嵌套，或稱為多重循環(huán)結(jié)構(gòu)?？梢园凑涨短讓訑?shù)，分別叫做二重循環(huán)、三重循環(huán)等。處于內(nèi)部的循環(huán)叫作內(nèi)循環(huán)，處于外部的循環(huán)叫作外循環(huán)。在設(shè)計(jì)多重循環(huán)時(shí)，要特別注意內(nèi)、外循環(huán)之間的關(guān)系，以及各語(yǔ)句放置的位置，不要搞錯(cuò)。目錄3.4.3循環(huán)的嵌套目錄93

例3.13

用篩選法求某自然數(shù)范圍內(nèi)的全部素?cái)?shù)。程序如下：

m=input('m=');p=2:m;fori=2:sqrt(m)n=find(rem(p,i)==0&p~=i);p(n)=[];endp目錄m=100p=Columns1through5235711Columns6through101317192329Columns11through153137414347Columns16through205359616771Columns21through25737983