第2講MATLAB基本編程

第二講MATLAB基本編程數(shù)學(xué)軟件一、M文件二、關(guān)系運算與邏輯運算三、Matlab程序控制結(jié)構(gòu)四、小結(jié)與練習(xí)一、M文件用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。M文件可以根據(jù)調(diào)用方式的不同分為兩類：命令(腳本)文件(ScriptFile)和函數(shù)文件(FunctionFile)。1.腳本M文件MATLAB代碼按順序組成的命令序列集合(命令行的組合)在命令窗口直接輸入文件名來運行例1

建立一個文件，將變量a,b的值互換MATLAB(exp201)程序如下：a=1:8;b=[123;456;789];c=a;a=b;b=c;ab2.函數(shù)M文件說明：內(nèi)部函數(shù)很多，但也有限，有時為研究某一個函數(shù)的各種性態(tài)，需要為MATLAB定義新函數(shù)，為此必須編寫函數(shù)文件。函數(shù)文件擴(kuò)展名：*.M格式：function因變量名=函數(shù)名(自變量名)必須通過具體的運算獲得函數(shù)值,并賦給因變量.實現(xiàn)一個單獨功能,有參數(shù)輸入和輸出,實現(xiàn)計算中的參數(shù)傳遞,可重復(fù)調(diào)用。2.函數(shù)M文件M文件建立方法：(1).在Matlab中，點:File->New->M-file(2).在編輯窗口中輸入程序內(nèi)容(3).點：File->Save，存盤，M文件名必須與函數(shù)名一致。注意：Matlab的應(yīng)用程序也以M文件保存。例2

定義函數(shù)f(x1,x2)=100(x2-x12)2+(1-x1)2functionf=fun(x)f=100*(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2;1.建立M文件：fun.mMATLAB(fun,exp202)2.可直接使用函數(shù)fun.m例如：計算f(1,2),只需在Matlab命令窗口鍵入命令：x=[1,2];y=fun(x)二、關(guān)系運算與邏輯運算

1.關(guān)系運算符例3

設(shè)矩陣A=[1,2;2,3],求A中等于2的元素個數(shù).MATLAB(exp203)A=[12;23];b=A==2;N=sum(sum(b))2.邏輯運算符例4

觀察如下程序運行結(jié)果.MATLAB(exp204)A=[1,1;0,1];B=[0,1;0,0];b=0;C1=A&bC2=A|bC3=~AC4=xor(A,B)3.邏輯函數(shù)例5

觀察如下程序運行結(jié)果.MATLAB(exp205)A=[1,3,5];b=[0,3,0];A=[1,2,3;0,4,5];B=[1,0,3;0,0,5];C=[1+2*i,0.6+3*i];D=[‘who’];A1=all(a),A2=all(A),A3=all(A,2),B1=any(b),B2=any(B),B3=any(B,2),K=find(B),[i,j]=find(B),[i,j,v]=find(B)c1=isequal(a,b),c2=isequal(A,B),c3=isnumeric(A),c4=isnumeric(C),c5=isnumeric(D),三、MATLAB程序控制結(jié)構(gòu)三種決策或控制流結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)說明：這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常包含大量的MATLAB命令，故經(jīng)常出現(xiàn)在MATLAB程序中，而不是直接加在MATLAB提示符下。(一)順序結(jié)構(gòu)

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(jìn)行，該函數(shù)的調(diào)用格式為：

A=input(提示信息，選項)；其中提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。如果在input函數(shù)調(diào)用時采用‘s’選項，則允許用戶輸入一個字符串。例如，想輸入一個人的姓名，可采用命令：xm=input('What''syourname?','s');(一)順序結(jié)構(gòu)

2.數(shù)據(jù)的輸出MATLAB提供的命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調(diào)用格式為

disp(輸出項)其中輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。例6

輸入x,y的值，并將它們的值互換后輸出。MATLAB(exp206)程序如下：

x=input('Inputxplease:');y=input('Inputyplease:');z=x;x=y;y=z;disp(['x=',num2str(x)]);disp(['y=',num2str(y)]);例7

求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。MATLAB(exp207)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))]);(一)順序結(jié)構(gòu)

3.程序的暫停暫停程序的執(zhí)行可以使用pause函數(shù)，其調(diào)用格式為：

pause(延遲秒數(shù))

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使用Ctrl+C命令。(二)選擇結(jié)構(gòu)

1.條件語句(if-else-end)在MATLAB中，if語句有3種格式。(1)單分支if語句：

if條件語句組

end當(dāng)條件成立時，則執(zhí)行語句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語句的后繼語句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語句的后繼語句。(二)選擇結(jié)構(gòu)

1.條件語句(if-else-end)(2)雙分支if語句：

if條件語句組1else

語句組2end

當(dāng)條件成立時，執(zhí)行語句組1，否則執(zhí)行語句組2，語句組1或語句組2執(zhí)行后，再執(zhí)行if語句的后繼語句。MATLAB(fun1,fun01,exp208)步驟：一、建立M文件fun1.m定義函數(shù)f(x)二、在Matlab命令窗口輸入fun1(2)，fun1(-1)，例8fun1.mfunctionf=fun1(x)ifx<=1f=2*x;elsef=x^2+1;end(二)選擇結(jié)構(gòu)

1.條件語句(if-else-end)(3)多分支if語句：

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語句用于實現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)。步驟：一、建立M文件fun2.m定義函數(shù)f（x）二、在Matlab命令窗口輸入fun2(2)，fun2(0.5)，fun2(-1)MATLAB

(fun2,fun3,fun4,exp209)例9fun2.mfunctionf=fun2(x)ifx<=0f=x^3;elseifx<=1f=2*x;elsef=x^2+1;endfun3.mfunctiony=fun3(x)fori=1:length(x)ifx(i)<=0

y(i)=x(i)^3;elseif

x(i)<=1

y(i)=2*x(i);else

y(i)=x(i)^2+1;endendfun4.mfunctionf=fun4(x)ifx<=0f=x.^3;elseifx<=1f=2*x;elsef=x.^2+1;end×(二)選擇結(jié)構(gòu)

2.開關(guān)語句(switch-case-end)switch語句根據(jù)表達(dá)式的取值不同，分別執(zhí)行不同的語句，其語句格式為：

switch表達(dá)式

case表達(dá)式1

語句組1case表達(dá)式2

語句組2……case表達(dá)式m

語句組motherwise

語句組nend(二)選擇結(jié)構(gòu)

2.開關(guān)語句(switch-case-end)注：當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式1的值時，執(zhí)行語句組1，當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式2的值時，執(zhí)行語句組2，…，當(dāng)表達(dá)式的值等于表達(dá)式m的值時，執(zhí)行語句組m，當(dāng)表達(dá)式的值不等于case所列的表達(dá)式的值時，執(zhí)行語句組n。當(dāng)任意一個分支的語句執(zhí)行完后，直接執(zhí)行switch語句的下一句。例10

某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標(biāo)準(zhǔn)如下(商品價格用price來表示)：

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。程序如下：MATLAB(exp2010)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}%價格大于等于200但小于500rate=3/100;casenum2cell(5:9)%價格大于等于500但小于1000rate=5/100;casenum2cell(10:24)%價格大于等于1000但小于2500rate=8/100;casenum2cell(25:49)%價格大于等于2500但小于5000rate=10/100;otherwise%價格大于等于5000rate=14/100;endprice=price*(1-rate)%輸出商品實際銷售價格(三)循環(huán)結(jié)構(gòu)

1.for循環(huán)允許一組命令以固定的和預(yù)定的次數(shù)重復(fù)for語句的格式為：

forx=array{commands}endfor和end語句之間的命令串{commands}按數(shù)組(array)中的每一列執(zhí)行一次。每一次迭代中，x被指定為數(shù)組的下一列，即在第n次循環(huán)中，x=array(:,n)

例11

對n=1,2,…,10,求xn=的值.

MATLAB

(exp2011)程序如下：forn=1:10

x(n)=sin(n*pi/10);endx(三)循環(huán)結(jié)構(gòu)

2.While循環(huán)與for循環(huán)以固定次數(shù)求一組命令相反，while循環(huán)以不定的次數(shù)求一組語句的值。while語句的一般格式為：

whileexpression{commands}end

只要表達(dá)式(expression)為真，就執(zhí)行while和end語句之間的命令串{commands}，直到為假，才退出循環(huán)。例12：設(shè)銀行年利率為11.25%。將10000元錢存入銀行，問多長時間會連本帶利翻一番？

MATLAB

(exp2012)程序如下：money=10000;years=0;whilemoney<20000years=years+1;money=money*(1+11.25/1