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1、数学实验,Matlab 编程入门(一),Matlab 编程入门,Matlab 编程简介,Matlab 作为一种广泛应用于科学计算的工具软件，不仅具有强大的数值计算、符号计算、矩阵运算能力和丰富的绘图功能，同时也具有和 C、FORTRAN 等高级语言一样进行程序设计。,在 Matlab 程序设计中，要充分利用 Matlab 数据结构的特点，提高编程效率。,利用 Matlab 的程序控制功能，可以将有关 Matlab 命令编成程序存储在一个文件中（M 文件），然后在命令窗口中运行该文件，Matlab 就会自动依次执行文件中的命令，直到全部命令执行完毕。,用 Matlab 语言编写的程序称为 M 文
2、件。,M 文件是由若干 Matlab 命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实现某种算法。事实上，Matlab 提供的内部函数以及各种工具箱，都是利用 Matlab 语言开发的 M 文件。用户也可以结合自己的工作需要，开发自己的程序或工具箱。,M 文件,M 文件以.m 为扩展名。,M 文件是一个文本文件，可以用任何文本编辑器来建立和编辑，通常使用 Matlab 自带的 M 文件编辑器。,M 文件的建立与打开,在命令窗口中输入 exam01，即可执行该 M 文件。,例：编写一个脚本文件将华氏温度转化为摄氏温度,脚本文件举例,脚本文件运行后，文件中所产生的所有变量都驻留在 Matlab
3、当前工作空间，可以用 whos 查看。,函数文件举例,例：构造一个三对角矩阵。新建一个 M 文件 exam02.m，内容如下：function M=exam02(i,a,b)M=b*speye(i)+sparse(1:(i-1),2:i,a*ones(i-1,1),i,i)+sparse(2:i,1:(i-1),a*ones(i-1,1),i,i);函数名和保存的 M文件名要相同！,关系运算,比较大小，如果结论是 真 则返回 1，否则返回 0,注意=与=的区别,关系操作符能用来比较两个同样大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量，在后一种情况，标量和数组中的每一个元素相比较，比较结果与数组大小
4、一样。,关系运算符,例：,关系运算举例,2+2=4,23,A=1 3 5;2 0 6;B=3 1 0;2 4 6;A=B,x=5 0;4 2;x4,逻辑运算,逻辑运算符,A&B 等价于 and(A,B)A|B 等价于 or(A,B)A 等价于 not(A),逻辑运算表,all(x)如果向量 X 中所有元素都非零，则返回 1，否则返回 0,若 x 为矩阵，则 any 和 all 按列运算，返回一个 0-1 向量,逻辑运算,相关函数,any(x)如果向量 X 中存在非零元素，则返回 1，否则返回 0,一些测试函数,运算优先级,高,低,程序控制结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。任何复杂的程序
5、都由这三种基本结构组成。,顺序结构,M文件控制流,数据的输入：input,数据输入 input,disp(X),输出变量 X 的值，可以是数值矩阵或字符串,B=1 2 3;4 5 6;7 8 9;disp(B),数据输出 disp,数据的输出：disp,数据输出 fprintf,format 中还可以使用一些特殊格式，如：,n(换行)t(制表符)b(退格)(反斜杆)%(百分号),数据输出 fprintf,a=Hello;b=2.4;c=100*pi;fprintf(a=%s,b=%f,c=%en,a,b,c),例：,format 中的输出格式要与输出变量一一对应,可以没有输出变量,pause,
6、程序的暂停：pause,pause 或 pause(n),若想强行终止程序的运行，可以使用 Ctrl+c,其中 n 是延迟时间，以秒为单位；若缺省，则将暂停程序，直到用户按任意键后继续,pause off 屏蔽程序中所有 pause 的作用 pause on 打开 pause 的作用,选择结构 是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。Matlab 用于实现选择结构的语句有 if 语句和 switch 语句。,选择结构,单分支结构,if expression（条件）statements（语句组）end,if 条件语句,if expression1（条件1）statements1（语句组
7、1）elseif expression2（条件2）statements2（语句组2）.elseif expressionm（条件m）statementsm（语句组m）else statements（语句组）end,多分支结构,if 条件语句,if 语句举例,数论中的一个有趣问题：任取一个正整数，如果是偶数，用 2 除，如果是奇数，用 3 乘再加 1，反复这个过程，直到所得到的数为 1。问：是否存在使该过程永不中止的整数？(exp01.m),while 1 n=input(Please enter n(nonpositive quit):);if n1 if rem(n,2)=0 n=n/2;e
8、lse n=3*n+1;end fprintf(n n=%d,n);end fprintf(n n=%d is not we need!continue.n,nt);end,if 语句举例,根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句。,switch expression（表达式）case value1（表达式1）statement1（语句组1）case value2（表达式2）statement2（语句组2）.case valuem（表达式m）statementm（语句组m）otherwise statement（语句组）end,switch 语句,Matlab 首先计算 expression
9、的值，然后将它依次与各个 case 指令后的检测值进行比较，当比较结果为真时，就执行相应的语句组，然后跳出 switch 结构。,switch 后面的表达式 expression 的值可以是一个标量或字符串。,switch 语句,otherwise 指令可以不出现。,如果所有的比较结果都为假，则执行 otherwise 后面的语句组，然后跳出 switch 结构。,循环结构 是按照给定的条件，重复执行指定的语句。Matlab 用于实现循环结构的语句有 for 语句和 while 语句,循环结构,for variable=expression statement（循环体）end,循环变量,表达式
10、 expression 可以是行向量，也可以是矩阵,for 循环,clear;y=0;n=100;for k=1:n y=y+1/(2*k-1);end,循环语句可以嵌套使用,while 循环,while expression（条件）statement（循环体）end,不能在 for 循环体内改变循环变量的值,为了提高代码的运行效率，应尽可能提高代码的向量化程度，避免 for 循环的使用,如果预先就知道循环的次数，则可以采用 for 循环；否则，如果预先无法确定循环的次数，则可以使用 while 循环。,break 和 continue,break 语句用于终止循环的执行，即跳出最内层循环 continue 语句用于结束本次循环，进行下一次循环 break 和 continue 一般与 if 语句配合使用,其它流控制语句,首先由计算机随机产生一个 1,100 之间的一个整数，然后由用户猜测所产生的这个数。根据用户猜测的情况给出不同的提示，如果猜测的数大于产生的数，则显示 High，小于则显示 Low，等于则显示 You won！，同时退出游戏。用户最多有 7 次机会。(exp03.m),程序示例,猜数游戏,
