第六講Matlab控制流

Matlab控制流1、for循環(huán)結(jié)構(gòu)for循環(huán)結(jié)構(gòu)的語法形式為：forx=array(commands)end其中，for指令后的變量x稱為循環(huán)變量，而for與end之間的組命令稱為循環(huán)體。循環(huán)體被重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)是確定的，該次數(shù)由for指令后面的數(shù)組array的列數(shù)決定。換言之，循環(huán)變量依次取數(shù)組的各列，對于每個變量值，循環(huán)體被執(zhí)行一次。例1一個簡單的for循環(huán)示例。fori=1:10;%i依次取1,2，…，10x(i)=i;%對每個i值，重復(fù)執(zhí)行由該指令構(gòu)成的循環(huán)體end;x

%要求顯示運(yùn)行后數(shù)組x的值x=12345678910

說明：循環(huán)不會因為在循環(huán)體內(nèi)對循環(huán)變量重新置值而中斷；在for后面的表達(dá)式中的數(shù)組可以為任何合法的Matlab數(shù)組；循環(huán)結(jié)構(gòu)可以嵌套使用；為了得到高效代碼，應(yīng)盡量提高代碼的向量化程度，而避免使用循環(huán)結(jié)構(gòu)；為了得到高效代碼，在循環(huán)指令之前應(yīng)盡量對數(shù)組進(jìn)行預(yù)定義。2、while循環(huán)結(jié)構(gòu)while循環(huán)結(jié)構(gòu)的語法形式為：whileexpression(commands)end在while和end之間的“組命令”被稱為循環(huán)體。當(dāng)Matlab碰到while指令時，首先檢測expression的值，如其值為邏輯真（非零），則執(zhí)行組命令。當(dāng)組命令執(zhí)行完畢，繼續(xù)檢測表達(dá)式的值，若表達(dá)式值仍為真，循環(huán)執(zhí)行組命令；而一旦表達(dá)式值為假時，結(jié)束循環(huán)。例2Fibonacci數(shù)組的元素滿足Fibonacci規(guī)則：；且?，F(xiàn)要求該數(shù)組中第一個大于10000的元素。

a(1)=1;a(2)=1;i=2;whilea(i)<=10000 a(i+1)=a(i-1)+a(i); i=i+1;end;i,a(i),

i=21ans=10946while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)則是確定的。一般情況下，表達(dá)式的值都是標(biāo)量值，但是Matlab允許它為一個數(shù)組，此時只有當(dāng)該數(shù)組所有元素均為真時，Matlab才會執(zhí)行循環(huán)體。如while指令后的表達(dá)式為空數(shù)組，Matlab認(rèn)為表達(dá)式值為假，而不執(zhí)行循環(huán)體。3、if-else-end分支結(jié)構(gòu)if-else-end指令為程序流提供了一種分支結(jié)構(gòu)，它有多種形式，其中最簡單用法是：如果表達(dá)式expression為真，執(zhí)行組命令commands，否則跳過該組命令。指令形式如下：ifexpression(commands)end如果判決條件expression為一個空數(shù)組，Matlab認(rèn)為條件為假（false）。如果有兩種選擇，采用下面的結(jié)構(gòu)：ifexpression(commands1)else(commands2)end如果選擇項多于兩個，采用下面的結(jié)構(gòu)：ifexpression1判決表達(dá)式1(commands1)若表達(dá)式1為真時，執(zhí)行組命令commands1，結(jié)束此結(jié)構(gòu)elseifexpression2判決表達(dá)式2(commands2)表達(dá)式1為假，而表達(dá)式2為真，執(zhí)行commands2，結(jié)束此結(jié)構(gòu)……else(commandsk)當(dāng)前面所有表達(dá)式均為假時，執(zhí)行該組命令end表達(dá)式有時由多個邏輯子表達(dá)式組成，Matlab將盡可能少地檢測這次子表達(dá)式的值。例如，表達(dá)式為：（子表達(dá)式1|子表達(dá)式2），當(dāng)Matlab檢測到子表達(dá)式1的值為真時，它就認(rèn)為表達(dá)式值為真，而不再對子表達(dá)式2進(jìn)行檢測。又如，表達(dá)式為：（子表達(dá)式1&子表達(dá)式2），當(dāng)Matlab檢測到子表達(dá)式1的值為假時，它就認(rèn)為表達(dá)式值為假的，從而跳過該結(jié)構(gòu)。if指令判決和break的配合使用，可以強(qiáng)行終止for循環(huán)或while循環(huán)。例3一個簡單的分支結(jié)構(gòu)。cost=10;number=12;ifnumber>8sums=number*0.95*cost;end,sums

sums=114.0000

例4用for循環(huán)指令來尋求Fibonacc數(shù)組中第一個大于10000的元素。n=100;a=ones(1,n);fori=3:na(i)=a(i-1)+a(i-2);ifa(i)>=10000a(i),break;%跳出所在的一級循環(huán)end;end,i

ans=10946i=214、switch-case結(jié)構(gòu)switch-case指令的一般語法結(jié)構(gòu)形式如下：switchexex為一標(biāo)量或字符串casetest1(commands1)當(dāng)ex等于test1時，執(zhí)行組命令1，然后跳出該結(jié)構(gòu)casetest2……casetestk(commandsk)當(dāng)ex等于testk時，執(zhí)行該組命令k，然后跳出該結(jié)構(gòu)otherwiseotherwise指令可以不存在(commands)表達(dá)式不等于前面所有檢測值時，則執(zhí)行該組命令end當(dāng)遇到switch結(jié)構(gòu)時，Matlab將表達(dá)式的值依次和各個case指令后面的檢測值進(jìn)行比較。如果比較結(jié)果為假，則取下一個檢測值再來比較，而一旦比較結(jié)果為真，Matlab將執(zhí)行相應(yīng)的一組命令，然后跳出該結(jié)構(gòu)。如果所有的比較結(jié)構(gòu)都為假，即表達(dá)式的值和所有的檢測值都不等，Matlab將執(zhí)行otherwise后面的一組命令，由此可見上述結(jié)構(gòu)保證了至少有一組命令會得到執(zhí)行。switch指令后面的表達(dá)式應(yīng)為一個標(biāo)量或者為一個字符串。對于標(biāo)量形式的表達(dá)式，比較這樣進(jìn)行：表達(dá)式==檢測值i。而對于字符串，Matlab將調(diào)用函數(shù)strcmp來實現(xiàn)比較：strcmp（表達(dá)式，檢測值i）。strcmp用來比較兩個字符串是否完全相同

比如：

>>a=‘學(xué)生’;b=‘學(xué)生';

>>strcmp(a,b)

ans=

1

>>返回1，則表示兩個字符串是相同的；否則就不同case指令后面的檢測值不僅可以為一個標(biāo)量值或一個字符串，還可以為一個元胞數(shù)組。如果一個檢測值時一個元胞數(shù)組，Matlab將把表達(dá)式的值和該元胞數(shù)組中的所有元素進(jìn)行比較，如果元胞數(shù)組中某個元素和表達(dá)式的值相等，Matlab認(rèn)為此次比較結(jié)果為真，從而執(zhí)行與該檢測值相應(yīng)的一組命令。元胞數(shù)組是MATLAB中特有的一種數(shù)據(jù)類型，是數(shù)組的一種，其內(nèi)部元素可以是屬于不同的數(shù)據(jù)類型，概念理解上，可以認(rèn)為它和c語言里面的結(jié)構(gòu)體、c++里面的對象很類似。matlab中用char(n)來定義，當(dāng)然最基本的是包裹式定義，比如先定義了一個字符型的變量a，并賦值，然后定義一個長整型b，并賦值…最后用大括號來打包裹c(diǎn)={a,b}來形成元胞c，當(dāng)然進(jìn)一步可以將c再包裹進(jìn)去如d={a,b,c,‘a(chǎn)bc’,123}都是合法的。例4

學(xué)生的成績管理，用來演示switch結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。clear;%劃分區(qū)域：滿分（100），優(yōu)秀（90-99），良好（80-89），及格（60-79），不及格（<60）fori=1:10;a{i}=89+i;b{i}=79+i;c{i}=69+i;d{i}=59+i;end;c=[d,c];Name={'Jack','Marry','Peter','Rose','Tom'};Mark={72,83,56,94,100};Rank=cell(1,5);%創(chuàng)建一個含5個元素的框架數(shù)組S，它有三個域S=struct('Name',Name,'Marks',Mark,'Rank',Rank);%根據(jù)學(xué)生的分?jǐn)?shù)，求出相應(yīng)的等級fori=1:5switchS(i).Markscase100S(i).Rank='滿分';caseaS(i).Rank='優(yōu)秀';caseb S(i).Rank='良好';casec S(i).Rank='及格';otherwise S(i).Rank='不及格';endend

%將學(xué)生姓名，得分，登記等信息打印出來。disp(['學(xué)生姓名','得分','等級']);disp('')fori=1:5;disp([S(i).Name,blanks(6),num2str(S(i).Marks),blanks(6),S(i).Rank]);end;

Matlab的switch指令不同于C語言的switch指令。當(dāng)matlab檢測到某個檢測值和表達(dá)式的值相等，將執(zhí)行相應(yīng)的一組命令，執(zhí)行完畢，自動跳出switch結(jié)構(gòu)，而無需使用break指令。5、try-catch結(jié)構(gòu)try-catch指令的語法結(jié)構(gòu)形式如下：try(commands1)組命令1總被執(zhí)行。若正確，則跳出此結(jié)構(gòu)catch(commands2)僅當(dāng)組命令1出現(xiàn)執(zhí)行錯誤，組命令2才被執(zhí)行end只有當(dāng)Matlab在執(zhí)行組命令1時出現(xiàn)了錯誤后，組命令2才會被執(zhí)行?？烧{(diào)用lasterr函數(shù)查詢出錯原因。如果函數(shù)lasterr的運(yùn)行結(jié)果為一個空串，則表明組命令1被成功執(zhí)行了。當(dāng)執(zhí)行組命令2時又出錯，Matlab將終止該結(jié)構(gòu)。例5try-catch結(jié)構(gòu)應(yīng)用實例：對魔方陣的行進(jìn)行援引，當(dāng)“行下標(biāo)”超出魔方陣的最大行數(shù)時，將改向?qū)ψ詈笠恍械脑@示“出錯”警告。clear,N=4;A=magic(3);%設(shè)置3行3列魔方陣AtryA_N=A(N,:)%取A的第N行元素catchA_end=A(end,:)%如果取A(N,:)出錯，則改取A的最后一行endlasterr

%顯示出錯原因A_end=492ans=Indexexceedsmatrixdimensions.

6、控制流的其他常用指令1）return指令通常，當(dāng)被調(diào)函數(shù)執(zhí)行完后，Matlab會自動地把控制轉(zhuǎn)至主調(diào)函數(shù)或者指令窗。如果在被調(diào)函數(shù)中插入了return指令，可以強(qiáng)制Matlab結(jié)束執(zhí)行該函數(shù)并把控制轉(zhuǎn)出。2）input和keyboard指令（1）inputinput指令將Matlab的“控制權(quán)”暫時交給用戶。此后，用戶通過鍵盤鍵入數(shù)值、字符串或者表達(dá)式，并經(jīng)“回車”把鍵入內(nèi)容輸入工作空間，同時把“控制權(quán)”交還給Matlab。常用的格式如下：v=input(’message’)將用戶鍵入的內(nèi)容賦給變量vv=input(’message’,’s’)將用戶鍵入的內(nèi)容作為字符串賦給變量v指令中’message’是將要顯示在屏幕上的字符串，這是必不可少的。對于第一種調(diào)用格式，用戶可以輸入數(shù)值、字符串、元胞數(shù)組等各種形式的數(shù)據(jù)。對于第二種調(diào)用格式，不管鍵入什么，總以字符串形式賦給變量v（2）keyboard當(dāng)程序遇到keyboard時，Matlab將“控制權(quán)”交給鍵盤，用戶可以從鍵盤輸入各種合法的Matlab指令，只有當(dāng)用戶使用return指令結(jié)束輸入后，“控制權(quán)”才交還給程序。它與input的不同在于：它允許輸入任意多個Matlab指令，而input只能輸入賦給變量的“值”，即數(shù)值、字符串或元胞數(shù)組等。3）yesinput指令yesinput指令是一個智能輸入指令，它提供了一個缺省輸入值，并可以對輸入范圍進(jìn)行檢查。其調(diào)用形式如下：v=yesinput（’Prompt’,Default,Possib）該指令涉及用戶和Matlab的交互操作，因此無法在notebook中運(yùn)行?！疨rompt’為文字提示，Default為缺省設(shè)置“值”，possib為可選“值”的范圍。4）pause指令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5）break指令break指令導(dǎo)致包含有該指令的while、for指令的終止。通過使用break指令，可不比等待循環(huán)的自然結(jié)束，而根據(jù)循環(huán)內(nèi)部另設(shè)的某種條件是否滿足，去決定是否退出循環(huán)。6）error和warning指令在編寫M文件時，常用的警示指令有：error（’message’）顯示出錯信息message，