MATLAB程序設(shè)計(jì)M文件程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第8章MATLAB程序設(shè)計(jì)M文獻(xiàn)概念與基本操作

MATLAB程序控制構(gòu)造

MATLAB函數(shù)文獻(xiàn)

MATLAB程序調(diào)試第1頁(yè)8.1M文獻(xiàn)8.1.1M文獻(xiàn)分類(lèi)用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)程序，稱為M文獻(xiàn)。M文獻(xiàn)能夠根據(jù)調(diào)用方式不一樣分為兩類(lèi)：命令文獻(xiàn)(ScriptFile)和函數(shù)文獻(xiàn)(FunctionFile)。將MATLAB命令窗口中一行一行輸入命令聚集在一種文獻(xiàn)中，這樣一來(lái)要輸入這一組命令時(shí)，只需輸入這一文獻(xiàn)名。這種文獻(xiàn)稱為MATLAB腳本文獻(xiàn)，其文獻(xiàn)擴(kuò)展名為.m。第2頁(yè)例8-1分別建立命令文獻(xiàn)和函數(shù)文獻(xiàn)，將華氏溫度f(wàn)轉(zhuǎn)換為攝氏溫度c。程序1：首先建立命令文獻(xiàn)并以文獻(xiàn)名f2c.m存盤(pán)。clear;%清除工作空間中變量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口中輸入f2c，將會(huì)執(zhí)行該命令文獻(xiàn)，執(zhí)行情況為：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778第3頁(yè)程序2：首先建立函數(shù)文獻(xiàn)f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口調(diào)用該函數(shù)文獻(xiàn)。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)輸出情況為：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.1111第4頁(yè)8.1.2M文獻(xiàn)建立與打開(kāi)1．建立新M文獻(xiàn)建立新M文獻(xiàn)，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器辦法：

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口File菜單中選擇New菜單項(xiàng)，再選擇M-file命令，屏幕上將出現(xiàn)MATLAB文本編輯器窗口。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令edit，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器后，輸入M文獻(xiàn)內(nèi)容并存盤(pán)。

(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上NewM-File命令按鈕，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器后，輸入M文獻(xiàn)內(nèi)容并存盤(pán)。第5頁(yè)2．打開(kāi)已有M文獻(xiàn)

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口File菜單中選擇Open命令，則屏幕出現(xiàn)Open對(duì)話框，在Open對(duì)話框中選中所需打開(kāi)M文獻(xiàn)。在文檔窗口能夠?qū)Υ蜷_(kāi)M文獻(xiàn)進(jìn)行編輯修改，編輯完成后，將M文獻(xiàn)存盤(pán)。(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令：edit文獻(xiàn)名，則打開(kāi)指定M文獻(xiàn)。(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上OpenFile命令按鈕，再?gòu)膹棾鰧?duì)話框中選擇所需打開(kāi)M文獻(xiàn)。第6頁(yè)8.2程序控制構(gòu)造8.2.1次序構(gòu)造1．?dāng)?shù)據(jù)輸入從鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)，使用input函數(shù)來(lái)進(jìn)行，該函數(shù)調(diào)用格式：

A=input(提醒信息，選項(xiàng))；其中提醒信息為一種字符串，提醒顧客輸入什么樣數(shù)據(jù)。假如在input函數(shù)調(diào)用時(shí)采取's'選項(xiàng)，則允許顧客輸入一種字符串。例如，想輸入一種人姓名，可采取命令：xm=input('What''syourname?','s');第7頁(yè)2．?dāng)?shù)據(jù)輸出MATLAB提供命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調(diào)用格式為disp(輸出項(xiàng))其中輸出項(xiàng)既能夠?yàn)樽址材軌驗(yàn)榫仃?。A=‘hello’；disp(A)輸出：hello第8頁(yè)例8-2輸入x,y值，并將它們值交換后輸出。程序如下：

x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);第9頁(yè)例8-3求一元二次方程ax2+bx+c=0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))]);第10頁(yè)3．程序暫停暫停程序執(zhí)行能夠使用pause函數(shù)，其調(diào)用格式為：

pause(延遲秒數(shù))

假如省略延遲時(shí)間，直接使用pause，則將暫停程序，直到顧客按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行中斷程序運(yùn)行可使用Ctrl+C命令。第11頁(yè)8.2.2選擇構(gòu)造1．if語(yǔ)句在MATLAB中，if語(yǔ)句有3種格式。

(1)單分支if語(yǔ)句：

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)句后繼語(yǔ)句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語(yǔ)句后繼語(yǔ)句。第12頁(yè)(2)雙分支if語(yǔ)句：

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，不然執(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)句后繼語(yǔ)句。第13頁(yè)例8-4計(jì)算分段函數(shù)值。程序如下：x=input('請(qǐng)輸入x值:');ifx<=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endY第14頁(yè)

(3)多分支if語(yǔ)句：

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nend語(yǔ)句用于實(shí)現(xiàn)多分支選擇構(gòu)造。第15頁(yè)例8-5輸入一種字符，若為大寫(xiě)字母，則輸出其對(duì)應(yīng)小寫(xiě)字母；若為小寫(xiě)字母，則輸出其對(duì)應(yīng)大寫(xiě)字母；若為數(shù)字字符則輸出其對(duì)應(yīng)數(shù)值，若為其他字符則原樣輸出。c=input('請(qǐng)輸入一種字符','s');ifc>='A'&c<='Z'disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));elseifc>='a'&c<='z'disp(setstr(abs(c)-abs('a')+abs('A')));elseifc>='0'&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end第16頁(yè)2．switch語(yǔ)句

switch語(yǔ)句根據(jù)體現(xiàn)式取值不一樣分別執(zhí)行不一樣語(yǔ)句：

switch體現(xiàn)式

case體現(xiàn)式1

語(yǔ)句組1case體現(xiàn)式2

語(yǔ)句組2……case體現(xiàn)式m

語(yǔ)句組motherwise

語(yǔ)句組nend第17頁(yè)當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式1值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組1，當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式2值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組2，…，當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式m值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組m，當(dāng)體現(xiàn)式值不等于case所列體現(xiàn)式值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組n。當(dāng)任意一種分支語(yǔ)句執(zhí)行完后，直接執(zhí)行switch語(yǔ)句下一句。第18頁(yè)例3-6某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買(mǎi)商品實(shí)行打折銷(xiāo)售，標(biāo)準(zhǔn)如下(商品價(jià)格用price來(lái)表達(dá))：

price<200沒(méi)有折扣

200≤price<5003%折扣

500≤price<10005%折扣

1000≤price<25008%折扣

2500≤price<500010%折扣

5000≤price14%折扣輸入所售商品價(jià)格，求其實(shí)際銷(xiāo)售價(jià)格。第19頁(yè)程序如下：price=input('請(qǐng)輸入商品價(jià)格');switchfix(price/100)case{0,1}%價(jià)格不大于200rate=0;case{2,3,4}%價(jià)格大于等于200但不大于500rate=3/100;casenum2cell(5:9)%價(jià)格大于等于500但不大于1000rate=5/100;casenum2cell(10:24)%價(jià)格大于等于1000但不大于2500rate=8/100;casenum2cell(25:49)%價(jià)格大于等于2500但不大于5000rate=10/100;otherwise%價(jià)格大于等于5000rate=14/100;endprice=price*(1-rate)%輸出商品實(shí)際銷(xiāo)售價(jià)格第20頁(yè)3．try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，假如語(yǔ)句組1在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將錯(cuò)誤信息賦給保存lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語(yǔ)句組2。第21頁(yè)例8-7矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣維數(shù)相容，不然會(huì)犯錯(cuò)。先求兩矩陣乘積，若犯錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩矩陣點(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%顯示犯錯(cuò)原因第22頁(yè)8.2.3循環(huán)構(gòu)造1．for語(yǔ)句for語(yǔ)句格式為：for循環(huán)變量=體現(xiàn)式1:體現(xiàn)式2:體現(xiàn)式3

循環(huán)體語(yǔ)句

end其中體現(xiàn)式1值為循環(huán)變量初值，體現(xiàn)式2值為步長(zhǎng)，體現(xiàn)式3值為循環(huán)變量終值。步長(zhǎng)為1時(shí)，體現(xiàn)式2能夠省略。第23頁(yè)例8-8一種三位整數(shù)各位數(shù)字立方和等于該數(shù)本身則稱該數(shù)為水仙花數(shù)。輸出所有水仙花數(shù)。程序如下：form=100:999m1=fix(m/100);%求m百位數(shù)字m2=rem(fix(m/10),10);%求m十位數(shù)字m3=rem(m,10);%求m個(gè)位數(shù)字ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend第24頁(yè)例8-9已知，當(dāng)n=100時(shí)，求y值。程序如下：y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy第25頁(yè)在實(shí)際MATLAB編程中，采用循環(huán)語(yǔ)句會(huì)降低其執(zhí)行速度，因此前面程序通常由下面程序來(lái)代替：n=100;i=1:2:2*n-1;y=sum(1./i);y第26頁(yè)for語(yǔ)句更一般格式為：

for循環(huán)變量=矩陣體現(xiàn)式循環(huán)體語(yǔ)句

end

執(zhí)行過(guò)程是依次將矩陣各列元素賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，直至各列元素處理完成。第27頁(yè)例8-10寫(xiě)出下列程序執(zhí)行成果。

s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=as=s+k;enddisp(s');第28頁(yè)2．while語(yǔ)句

while語(yǔ)句一般格式為：

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，假如不成立則跳出循環(huán)。第29頁(yè)例8-11從鍵盤(pán)輸入若干個(gè)數(shù)，當(dāng)輸入0時(shí)結(jié)束輸入，求這些數(shù)平均值和它們之和。程序如下：sum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber(endin0):');while(val~=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input('Enteranumber(endin0):');endif(cnt>0)summean=sum/cntend第30頁(yè)3．break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句與循環(huán)構(gòu)造有關(guān)語(yǔ)句尚有break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句。它們一般與if語(yǔ)句配合使用。break語(yǔ)句用于終止循環(huán)執(zhí)行。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)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語(yǔ)句下一語(yǔ)句。continue語(yǔ)句控制跳過(guò)循環(huán)體中某些語(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^(guò)循環(huán)體中所有剩下語(yǔ)句，繼續(xù)下一次循環(huán)。第31頁(yè)例8-12求[100，200]之間第一種能被21整除整數(shù)。程序如下：forn=100:200ifrem(n,21)~=0continueendbreakendn第32頁(yè)4．循環(huán)嵌套假如一種循環(huán)構(gòu)造循環(huán)體又包括一種循環(huán)構(gòu)造，就稱為循環(huán)嵌套，或稱為多重循環(huán)構(gòu)造。例3-13求[1,500]之間所有完數(shù)。form=1:500s=0;fork=1:m/2ifrem(m,k)==0s=s+k;endendifm==sdisp(m);endend第33頁(yè)8.3函數(shù)文獻(xiàn)8.3.1函數(shù)文獻(xiàn)基本構(gòu)造函數(shù)文獻(xiàn)由function語(yǔ)句引導(dǎo)，其基本構(gòu)造為：

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)句其中以function開(kāi)頭一行為引導(dǎo)行，表達(dá)該M文獻(xiàn)是一種函數(shù)文獻(xiàn)。函數(shù)名命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)輸入?yún)?shù)，輸出形參為函數(shù)輸出參數(shù)。當(dāng)輸出形參多于一種時(shí)，則應(yīng)當(dāng)用方括號(hào)括起來(lái)。第34頁(yè)例8-14編寫(xiě)函數(shù)文獻(xiàn)求半徑為r圓面積和周長(zhǎng)。函數(shù)文獻(xiàn)如下：function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculatetheareaandperimeterofacircleofradiir%r圓半徑%s圓面積%p圓周長(zhǎng)%2023年10月15日編s=pi*r*r;p=2*pi*r;第35頁(yè)8.3.2函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用一般格式是：

[輸出實(shí)參表]=函數(shù)名(輸入實(shí)參表)

要注意是，函數(shù)調(diào)用時(shí)各實(shí)參出現(xiàn)次序、個(gè)數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時(shí)形參次序、個(gè)數(shù)一致，不然會(huì)犯錯(cuò)。函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給對(duì)應(yīng)形參，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)功能。第36頁(yè)例8-15利用函數(shù)文獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)(x,y)與極坐標(biāo)(ρ,θ)之間轉(zhuǎn)換。函數(shù)文獻(xiàn)tran.m：function[rho,theta]=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);

調(diào)用tran.m命令文獻(xiàn)main1.m：x=input('Pleaseinputx=:');y=input('Pleaseinputy=:');[rho,the]=tran(x,y);rhothe第37頁(yè)MATLAB中，函數(shù)能夠嵌套調(diào)用，即一種函數(shù)能夠調(diào)用別函數(shù)，甚至調(diào)用它本身。一種函數(shù)調(diào)用它本身稱為函數(shù)遞歸調(diào)用。例3-16利用函數(shù)遞歸調(diào)用，求n！。遞歸調(diào)用函數(shù)文獻(xiàn)factor.m如下：functionf=factor(n)ifn<=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;%遞歸調(diào)用求(n-1)!end第38頁(yè)8.3.3函數(shù)參數(shù)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分別統(tǒng)計(jì)調(diào)用該函數(shù)時(shí)輸入實(shí)參和輸出實(shí)參個(gè)數(shù)。只要在函數(shù)文獻(xiàn)中包括這兩個(gè)變量，就能夠精確地懂得該函數(shù)文獻(xiàn)被調(diào)用時(shí)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。第39頁(yè)例8-17nargin使用方法示例。函數(shù)文獻(xiàn)examp.m：functionfout=charray(a,b,c)ifnargin==1fout=a;elseifnargin==2fout=a+b;elseifnargin==3fout=(a*b*c)/2;end

命令文獻(xiàn)mydemo.m：x=[1:3];y=[1;2;3];examp(x)examp(x,y')examp(x,y,3)第40頁(yè)8.3.4全局變量與局部變量全局變量：假如若干個(gè)函數(shù)(一般還包括基本工作空間)都將某個(gè)特定變量名稱定義為全局變量，那么這些函數(shù)都能夠使用該變量。在Matlab中，定義全局變量語(yǔ)句為“global”。假如這些函數(shù)中任意一種對(duì)該變量進(jìn)行了賦值運(yùn)算，那么在別函數(shù)中，這個(gè)賦值運(yùn)算成果同樣會(huì)起作用。第41頁(yè)例3-18全局變量應(yīng)用示例。先建立函數(shù)文獻(xiàn)wadd.m，該函數(shù)將輸入?yún)?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)第42頁(yè)3.4程序舉例例8-19猜數(shù)游戲。首先由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生[1,100]之間隨機(jī)整數(shù)，然后由顧客猜想所產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。根據(jù)顧客猜想情況給出不一樣提醒，如猜想數(shù)大于產(chǎn)生數(shù)，則顯示“High”，不大于則顯示“