MATLAB課件第5章：MATLAB基本程序設(shè)計(jì)

第5章MATLAB基本程序設(shè)計(jì)

MATLAB程序設(shè)計(jì)方式：■草稿紙方式（命令行方式）■基本程序設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)）■圖形界面程序設(shè)計(jì)（面向?qū)ο螅㎝ATLAB基本程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)：■MATLAB的程序文件名以m作為擴(kuò)展名■通過Edit命令進(jìn)入m文件的編輯

■一個(gè)完整的應(yīng)用程序由主程序和函數(shù)組成第5章MATLAB基本程序設(shè)計(jì)

主要內(nèi)容（5）■M文件■輸入輸出語句■程序控制語句■程序的調(diào)試5.1M文件一、主程序（腳本）1、一個(gè)主程序的例子編寫一個(gè)雙音頻程序，顯示某個(gè)鍵的波形：（Hz）120913361477697123770456852789941*0#5.1M文件設(shè)主程序文件名為mydt.m%產(chǎn)生一個(gè)雙音頻

fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);f1=697;f2=1209;%鍵1對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率y=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);plot(t,y);wavplay(y,fs)5.1M文件2、主程序的組成▓幫助段（帶注釋符%的行）▓程序段

如果有第一行(function),則主程序?yàn)楹瘮?shù)文件形式

,變量不保存到工作區(qū)中，為局部變量.

如果沒有第一行(function)，則主程序?yàn)槊钗募问?，相?dāng)于各命令行的集合。變量保存到工作區(qū)中.5.1M文件3、幾點(diǎn)說明▓文件名不能為漢字或數(shù)字開頭▓注釋符%后面的文字不執(zhí)行▓程序的每一行的執(zhí)行相當(dāng)于在命令行執(zhí)行▓一行可以寫多條語句，以‘，’或‘；’隔開；一行寫不下時(shí)，以‘…’續(xù)行▓對(duì)于命令文件形式，建議在程序段開始用

clear,closeall等命令清除以前的變量▓對(duì)于函數(shù)文件形式，程序中的所有變量均為局部變量。5.1M文件二、函數(shù)

函數(shù)是用用來定義子程序的。主程序?qū)嶋H上也是一個(gè)函數(shù)（由MATLAB調(diào)用）。1、函數(shù)頭的形式：

function函數(shù)名()(無變量傳遞)function函數(shù)名(var1,var2,…)(無返回值)function[y1,y2,…]=函數(shù)名(var1,var2,…)5.1M文件2、函數(shù)的位置▓函數(shù)可以是一個(gè)單獨(dú)的文件（文件名和函數(shù)名應(yīng)相同）▓函數(shù)也可以放在主程序的后面。

5.1M文件3、舉例根據(jù)t,f1,f2生成雙音頻的函數(shù)functionfy=mydtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);該函數(shù)可以是單獨(dú)文件或在主程序后面。例如:mydt1.m5.1M文件%程序mydt1.m產(chǎn)生一個(gè)雙音頻clc;clearall;fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones(t,697,1209);%鍵1對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率plot(t,y);wavplay(y,fs);%函數(shù)functionfy=dtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);5.1M文件%程序文件mydt1.m產(chǎn)生一個(gè)雙音頻clc;clear;closeall;fs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones(t,697,1209);plot(t,y);wavplay(y,fs);%函數(shù)文件dtones.mfunctionfy=dtones(t,f1,f2)fy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);5.1M文件4、全局變量：如果在主程序和函數(shù)中使用同一變量，應(yīng)定義全局變量。globalval1val2…%程序文件mydt2.m產(chǎn)生一個(gè)雙音頻clc;clear;closeall;globaltfsfs=8000;t=(0:1/fs:0.2);y=dtones1(697,1209);plot(t,y);%函數(shù)文件dtones1.mfunctionfy=dtones1(f1,f2)globaltfsfy=sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t);wavplay(fy,fs);%程序文件名為mean.mfunctiony=mean(x)%mean求平均值%對(duì)于向量，返回向量x中各元素的平均值%對(duì)于矩陣，返回包含各列元素平均值的行向量[m,n]=size(x);ifm==1m=n;end;y=sum(x)/m;>>helpmeanmean求平均值對(duì)于向量，返回向量x中各元素的平均值對(duì)于矩陣，返回包含各列元素平均值的行向量

例: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)%CIRCLEcalculate%r圓半徑%s圓面積%p圓周長(zhǎng)s=pi*r*r;p=2*pi*r;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)

要注意的是，函數(shù)調(diào)用時(shí)各實(shí)參出現(xiàn)的順序、個(gè)數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時(shí)形參的順序、個(gè)數(shù)一致，否則會(huì)出錯(cuò)。函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給相應(yīng)的形參，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。例:函數(shù)文件examp.m：functionfout=charray(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)5.2輸入輸出語句（人機(jī)交互）1、屏幕輸入格式：x=input(‘提示符’)----等待輸入數(shù)據(jù)

x=input(‘提示符’，‘s’)----等待輸入字符串

xm=input('What''syourname?','s');

5.2輸入輸出語句（人機(jī)交互）2、菜單命令格式：x=menu(‘標(biāo)題’，‘菜單項(xiàng)1’，菜單項(xiàng)2’，…)返回菜單序號(hào)。例如：x=menu(‘Title’,’Plus’,’Minus’)5.2輸入輸出語句（人機(jī)交互）3、暫停格式：pause------等待敲擊鍵盤

pause(n)-----等待n秒4、交出鍵盤格式：keyboad---程序執(zhí)行到該命令時(shí)暫停，在屏幕上顯示K,這時(shí)用戶可輸入命令，查看中間結(jié)果，輸入return命令，則程序繼續(xù)執(zhí)行5.2輸入輸出語句（人機(jī)交互）5、中止執(zhí)行6、顯示格式：display(x)-----在命令行顯示x的內(nèi)容格式：^C---強(qiáng)行停止程序的執(zhí)行，回到命令行5.2輸入輸出語句（人機(jī)交互）7、打印格式：print---------打印當(dāng)前繪圖print-dbitmap文件名

---------將繪圖轉(zhuǎn)為圖象文件

-djpeg

例:輸入x,y的值，并將它們的值互換后輸出。程序如下：

x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);例: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))]);例:分別建立命令文件和函數(shù)文件，將華氏溫度f轉(zhuǎn)換為攝氏溫度c。程序1：首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盤。clear;%清除工作空間中的變量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口中輸入f2c，將會(huì)執(zhí)行該命令文件，執(zhí)行情況為：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778程序2：首先建立函數(shù)文件f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)輸出情況為：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.11115.3程序控制語句任何計(jì)算機(jī)語言都有三種基本結(jié)構(gòu)，即：?順序結(jié)構(gòu)：無控制語句?分支結(jié)構(gòu)：if,switch?循環(huán)結(jié)構(gòu)：for,while5.3程序控制語句1、順序結(jié)構(gòu)：無控制語句

按照順序從頭至尾地執(zhí)行程序中的各條語句。順序結(jié)構(gòu)一般不包含其他任何子語句或控制語句。例如：n=0:100;x=sin(2*pi*0.01*n);plot(x);holdonstem(x,’r’);grid5.3程序控制語句?分支結(jié)構(gòu)：if,switchif和switch語句用于根據(jù)條件選擇執(zhí)行相應(yīng)的語句。1、if語句（適合分支少）if語句根據(jù)邏輯表達(dá)式的值來確定是否執(zhí)行緊接的語句體。常見的調(diào)用格式有：5.3程序控制語句格式1：if表達(dá)式語句

end格式2：if表達(dá)式語句1else

語句2end5.3程序控制語句格式3：

if表達(dá)式1

語句1elseif表達(dá)式2

語句2else

語句3end例如：判斷輸入數(shù)的奇偶性n=input(‘n=’);ifrem(n,2)==0display(‘n是偶數(shù)’)elsedisplay(‘n是奇數(shù)’)end5.3程序控制語句2、switch語句（適合分支多）格式：

switch表達(dá)式（標(biāo)量或表達(dá)式）

case值1

語句1case值2

語句2…otherwise

語句nend5.3程序控制語句switch語句和if語句類似。Switch語句根據(jù)變量或表達(dá)式的取值不同分別執(zhí)行不同的命令。5.3程序控制語句例如：根據(jù)菜單選擇顯示不同的函數(shù)x=menu('波形','正弦','余弦','正切','余切');switchxcase1ezplot('sin')case2ezplot('cos')case3ezplot('tan')case4ezplot('cot')end5.3程序控制語句3、for語句格式：for變量=初值：增量：終值語句

end

例如：求100！

x=1;fork=1:1:100x=x*k;endx例:已知，當(dāng)n=100時(shí)，求y的值。程序如下：

y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy

在實(shí)際MATLAB編程中，采用循環(huán)語句會(huì)降低其執(zhí)行速度，所以前面的程序通常由下面的程序來代替：

n=100;i=1:2:2*n-1;y=sum(1./i);yfor語句更一般的格式為：

for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式循環(huán)體語句

end執(zhí)行過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)體語句，直至各列元素處理完畢。

例:寫出下列程序的執(zhí)行結(jié)果。

s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];

fork=as=s+k;enddisp(s');5.3程序控制語句4、while語句格式：while表達(dá)式語句

end例如：計(jì)算1，…，1000的和x=1;whilex<=1000x=x+1;end表達(dá)式成立（為真）時(shí)，一直執(zhí)行語句，否則跳出循環(huán).例如：求Matlab中的最大實(shí)數(shù)。

例:從鍵盤輸入若干個(gè)數(shù)，當(dāng)輸入0時(shí)結(jié)束輸入，求這些數(shù)的平均值和它們之和。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/cntend5.3程序控制語句5、break和continue語句用于循環(huán)語句（for,while）：break:用于跳出循環(huán)continue:跳過后面的語句繼續(xù)循環(huán)5.3程序控制語句例：輸出100到200之間第一個(gè)能被7整除的數(shù)fori=100:200ifrem(i,7)~=0continueendbreakendi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)。

例:若一個(gè)數(shù)等于它的各個(gè)真因子之和，則稱該數(shù)為完數(shù)，如6=1+2+3，所以6是完數(shù)。求[1,500]之間的全部完數(shù)。

form=1:500s=0;fork=1:m/2ifrem(m,k)==0