第7周小課 Matlab程序設計課件

教學內容Matlab第7周小課Matlab程序設計教學要求熟悉Matlab的基本編程方法熟練掌握Matlab語言M文件，程序控制的三種基本結構

第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計在歐美各高等學校，Matlab成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)字信號處理、時間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等諸多課程的基本教學工具，成為學生必須掌握的基本技能。在設計研究單位和工業(yè)部門，Matlab已被廣泛地用于研究和解決各種具體的工程問題。可以預見，Matlab將在我國科學研究和工程應用中發(fā)揮越來越大的作用。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計交互式命令執(zhí)行方式（命令窗口）

逐條輸入，逐條執(zhí)行，操作簡單、直觀，但速度慢，執(zhí)行過程不能保留。M文件的程序執(zhí)行方式

將命令編成程序存儲在一個文件中（M文件），依次運行文件中的命令，可以重復進行。Matlab程序設計有傳統(tǒng)高級語言的特征，又有自己獨特的特點，可以利用數(shù)據(jù)結構的特點，使程序結構簡單，編程效率高。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計用Matlab語言編寫的程序，稱為M文件。

是由若干Matlab命令組合在一起構成的，它可以完成某些操作，也可以實現(xiàn)某種算法。

M文件根據(jù)調用方式的不同分為兩類：

命令文件（ScriptFile）函數(shù)文件（FunctionFile）

它們的擴展名都是.m第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計命令文件沒有輸入?yún)?shù)，也不返回輸出參數(shù)；函數(shù)文件可以帶輸入?yún)?shù)，也可以返回輸出參數(shù)。命令文件對工作空間中的變量進行操作，文件中所有命令的執(zhí)行結果也返回工作空間中；函數(shù)文件中定義的變量為局部變量，當函數(shù)文件執(zhí)行完畢時，這些變量也被清除。命令文件可以直接運行；函數(shù)文件不能直接運行，要以函數(shù)調用的方式來調用它。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（命令文件exch）命令文件：clear;a=1:10;b=[11,12,13,14;15,16,17,18];c=a;a=b;b=c;ab將文件保存為exch，并在命令窗口執(zhí)行。執(zhí)行結果（將a，b的值互換）a=1112131415161718b=12345678910第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（函數(shù)文件）fexch.mfunction[a,b]=exch(a,b)c=a;a=b;b=c;然后在命令窗口調用該函數(shù)文件：clear;x=1:10;y=[11,12,13,14;15,16,17,18];[x,y]=fexch(x,y)輸出結果為：a=1112131415161718b=12345678910函數(shù)參數(shù)a，b，c未保留在工作空間中，x，y保留在工作空間中。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（M文件）

M文件是一個文本文件，可以用任何編輯程序來建立和編輯，一般最常用的是使用Matlab提供的文本編輯器。

該編輯器是一個集編輯和調試于一體的工作環(huán)境。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（程序控制結構）順序結構選擇結構循環(huán)結構

任何復雜的程序都可以由這3種基本結構構成。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（順序結構）順序結構是指按照程序中語句的排列順序依次執(zhí)行，直到程序的最后一個語句。（最簡單的一種程序）1、數(shù)據(jù)的輸入從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，則可以使用input函數(shù)來進行，調用格式為：

A=input（提示信息，選項）；其中提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入數(shù)據(jù)。

例如：從鍵盤輸入A矩陣，可以采用下面的命令來完成

A=input（‘輸入A矩陣’）；

如果在input函數(shù)調用時采用’s’選項，則允許用戶輸入一個字符串。例：xm=input(‘What’’syourname?’,’s’);第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（順序結構）2、數(shù)據(jù)的輸出

命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調用格式為：

disp(輸出項）其中輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。例如：

A=‘Hello,Tom’;disp(A)

輸出為：Hello,Tom

又如：A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9];disp(A)

輸出為：

123456789%disp函數(shù)輸出格式更緊湊第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（順序結構）例5.2求一元二次方程的根。由于Matlab能進行復數(shù)運算，所以不需要判斷方程的判別式，可直接根據(jù)求根公式求根。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))]);程序輸出為：a=?4b=?78c=?54x1=-0.7188,x2=-18.7812第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（順序結構）3、程序的暫停程序執(zhí)行過程中暫停，可用pause函數(shù)，其調用格式為：

pause（延遲描述）

如果省略延遲時間，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。

若要強行中止程序的運行可按Ctrl+C鍵。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）選擇結構是根據(jù)給定的條件成立或不成立，分別執(zhí)行不同的語句。Matlab用于實現(xiàn)選擇結構的語句有if語句，switch語句和try語句。1.if語句在Matlab中，if語句有3種格式。(1)單分支if語句語句格式：if條件語句組end例如：當x是整數(shù)矩陣時，輸出x的值iffix(x)==xdisp(x);end第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）(2)雙分支if語句語句格式：if條件語句組1else

語句組2end當條件成立時，執(zhí)行語句組1，否則執(zhí)行語句組2，然后再執(zhí)行if語句的后續(xù)語句。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）例

計算分段函數(shù)：程序如下：x=input(‘請輸入x的值：');ifx==10y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);elsey=x*sqrt(x+sqrt(x));endy也可以用單分支if語句來實現(xiàn)：x=input('請輸入x的值：');y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);ifx~=10y=x*sqrt(x+sqrt(x));endy第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）(3)多分支if語句語句格式：if條件1

語句組1elseif條件2

語句組2…elseif條件m

語句組melse

語句組nend第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）輸入一個字符，若為大寫字母，則輸出其對應的小寫字母；若為小寫字母，則輸出其對應的大寫字母；若為數(shù)字字符則輸出其對應的數(shù)值，若為其他字符則原樣輸出。程序如下：c=input(‘請輸入一個字符’，‘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7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）2、switch語句switch語句根據(jù)表達式的取值不同，分別執(zhí)行不同的語句，其語句格式：switch表達式case表達式1

語句組1case表達式2

語句組2…case表達式m

語句組motherwise

語句組nend第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標準如下：price<200沒有折扣200<=price<5003%折扣500<=price<10005%折扣1000<=price<25008%折扣2500<=price<500010%折扣5000<=price14%折扣輸入所售商品的價格，求其實際銷售價格。請同學們試著編程實現(xiàn)。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）price=input(‘請輸入商品價格’）；switchfix（price/100)case{0,1}%價格小于200rate=0;case{2,3,4}rate=3/100;%價格大于等于200但小于500casenum2cell(5:9)rate=5/100;%價格大于等于500但小于1000casenum2cell(10:24)rate=8/100;%價格大于等于1000但小于2500casenum2cell(25:49)rate=10/100;%價格大于等于2500但小于5000otherwiserate=14/100;%價格大于等于5000endprice=price*(1-rate)%輸出商品實際銷售價格第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）3.try語句

try語句是一種試探性執(zhí)行語句，其語句格式為：

try

語句組1catch

語句組2endtry語句先試探性執(zhí)行語句組1，如果在執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯誤，則將錯誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉去執(zhí)行語句組2.第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（選擇結構）矩陣乘法運算要求兩矩陣的維數(shù)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矩陣的點乘。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%顯示出錯原因C=71627405572ans=Errorusing==>mtimesInnermatrixdimensionsmustagree.第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（循環(huán)結構）循環(huán)是指按照給定的條件，重復執(zhí)行指定的語句，Matlab提供了兩種實現(xiàn)循環(huán)結構的語句：for語句和while語句。1、for語句for語句的格式為：for循環(huán)變量=表達式1：表達式2：表達式3

循環(huán)體語句end其中表達式1的值為循環(huán)變量的初值，表達式2的值為步長，表達式3的值為循環(huán)變量的終值。步長為1時，表達式2可以省略。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（循環(huán)結構）已知，當n=100時，求y的值。程序如下：y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/i/i;endy輸出結果為：y=1.6350利用Matlab的特點，常用向量運算來代替循環(huán)操作，程序可以如下:n=100;i=1:n;f=1./i.^2;y=sum(f)第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（循環(huán)結構）2、while語句while語句的一般格式為：while條件循環(huán)體語句end其執(zhí)行過程為：若條件成立，則執(zhí)行循環(huán)體語句，執(zhí)行后再判斷條件是否成立，如果不成立則跳出循環(huán)。第7周小課Matlab程序設計Matlab程序設計（循環(huán)結構）從鍵盤輸入若干個數(shù)，當輸入0時結束輸入，求這些數(shù)的平均值和它們的和。sum=0;n=0;x=input(‘Enteranumber(endin