《Matlab第五讲：编程二：函数.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Matlab第五讲：编程二：函数.ppt（28页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、Matlab 函数文件,数学软件 Matlab,本讲主要内容,什么是函数文件 如何编写函数文件 递归函数 函数参数的可调性 全局与局部变量 子函数,M 文件根据调用方式的不同可以分为两类：,Script：脚本文件/命令文件,Function：函数文件,Matlab 编程,直接输入文件名即可运行,供其它M文件调用，通常带输入参数和输出参数,function 输出形参列表=函数名(输入形参列表)%注释说明部分(可选)函数体语句(必须),第一行为引导行，表示该 M文件是函数文件 函数名的命名规则与变量名相同(必须以字母开头)当输出形参多于一个时，用方括号括起来 以百分号开始的语句为注释语句,函数文件
2、,函数文件由 function 语句引导,函数文件名必须与函数名一致 函数必须是一个单独的 M文件,函数文件(f2cf.m)：,例：将华氏温度转化为摄氏温度：,编程示例,clear;f=input(Please input f:);c=5*(f-32)/9;fprintf(c=%gn,c);,脚本文件(f2cs.m)：,function c=f2cf(f)c=5*(f-32)/9;fprintf(c=%gn,c);,函数文件举例,function a,b=myswap(x,y)%swap x and y a=y;b=x;,例：交换两个变量的值 myswap.m,有两个输入参数和两个输出参数,f
3、unction printyh(n)%打印杨辉三角形,本函数没有输出参数yh=1;disp(yh);if n=1,return;endyh=1,1;disp(yh);for k=3:n yh_old=yh;k2=ceil(k/2);for l=2:k2 yh(l)=yh_old(l-1)+yh_old(l);end yh(k2+1:k)=yh(k-k2:-1:1);disp(yh);end,函数文件举例,例：打印杨辉三角形 printyh.m,没有输入参数和输出参数,函数调用的一般格式,输出实参列表=函数名(输入实参列表),函数调用时，实参的顺序应与函数定义时形参的顺序一致 实参与形参之间的结
4、合是通过值传递实现的 函数可以嵌套调用，即一个函数可以被其它函数调用，甚至可以被它自身调用，此时称为递归调用 函数所传递的参数具有可调性，Matlab 用两个永久变量 nargin 和 nargout 分别记录调用该函数时的输入实参 和输出实参的个数,函数调用,%函数文件 myfactor.mfunction y=myfactor(n)if(n=1)y=1;else y=n*myfactor(n-1);end,例：利用函数的递归调用计算 n!,递归函数举例,%main.m%clear;s=0;n=10;for i=1:n s=s+myfactor(i);endfprintf(s=%g n,s)
5、,例：计算 1!+2!+10!,递归函数举例,%ex4nargin.mfunction y=ex4nargin(a,b)if(nargin=1)y=a;elseif(nargin=2)y=a*b;end,参数的可调性举例,例：nargin 和 nargout 的使用,%ex4nargout.mfunction p,q=ex4nargout(a,b)if(nargout=1)p=a+b;elseif(nargout=2)p=a+b;q=a-b;end,函数通过输入和输出参数与其它 M 文件进行数据传递,当函数调用完毕后，该函数文件中定义的所有局部变量都将被释放，即全部被清除,如果在若干个 M文件
6、中，都把某个变量定义为全局变量，则这些函数将公共使用这一变量。所有函数都可以对它进行存取和修改操作,函数文件中的变量都是局部的，即一个函数文件中定义的变量不能被另一个函数文件或其它 M 文件使用,全局变量与局部变量,定义全局变量是 M文件间传递信息的一种手段,变量名列表中的各个变量用空格隔开，不能用逗号！在使用全局变量的所有M文件中，都要对其所使用的全局变量进行定义,全局变量给函数间的数据传递带来了方便，但却破坏了函数对变量的封装，降低了程序的可读性，因而在结构化程序设计中，全局变量是不受欢迎的。特别是当程序较大，子程序较多时，全局变量将个程序调试和维护带来不便，故不提倡使用全局变量。,glo
7、bal 变量名列表,全局变量的定义,程序示例,%ex4global.mclear;global a ba=1;b=3;y=mysquaresum(a,b);fprintf(a=%g,b=%g n,a,b);z=myproduct(a,b);fprintf(a=%g,b=%gn,a,b);,%mysquaresum.mfunction square_sum=mysquaresum(x,y)square_sum=x2+y2;a=x+y;,%myproduct.mfunction product=myproduct(x,y)global aproduct=x*y;a=x+y;,子函数,一个函数文件中
8、可以含有一个或多个函数，其中第一个称为主函数，其它函数称为子函数 子函数由 function 语句引导 除了用 global 定义的全局变量外，所有函数中的变量都是局部变量，函数之间通过输入、输出参数进行数据传递,调用一个函数时，Matlab 会首先检查该函数是否为一个子函数,主函数必须位于最前面，子函数出现的次序任意 子函数只能被主函数和位于同一个函数文件中的其它子函数调用,子函数举例,%ex4subfun.mfunction avg,med=ex4subfun(x)%主函数 n=length(x);avg=mean(x,n);med=median(x,n);function a=mean(
9、x,n)%子函数，计算平均值a=sum(x)/n;function m=median(x,n)%子函数，计算中值x=sort(x);if rem(n,2)=1 m=x(n+1)/2);else m=(x(n/2)+x(n/2+1)/2;end,Matlab 自定义函数,Matlab 自定义函数的五种方式,命令文件/函数文件+函数文件：多个 M 文件,自定义函数的五种方式,函数文件+子函数：一个 M 文件,inline：无需 M 文件,符号表达式+subs 方式：无需 M 文件,字符串+subs 方式：无需 M 文件,%命令/函数文件：myfile1.mclearfor t=1:10;y=myl
10、fg(t);fprintf(%4d(1/3)=%6.4fn,t,y);end,%函数文件：mylfg.mfunction y=mylfg(x)y=x(1/3);,函数必须单独写一个文件！不能与命令文件写在同一个文件中！,自定义函数方式（一）,方式一：命令文件/函数文件+函数文件,自定义函数方式（二）,%函数文件：funtry2.m function=funtry2()for t=1:10 y=lfg2(t);fprintf(%4d(1/3)=%6.4fn,t,y);endfunction y=lfg2(x)%子函数y=x(1/3);,函数文件中可以定义一个或多个子函数，此时我们称该函数为主函数
11、，子函数只能被主函数或同一个函数文件中的其它子函数调用！,方式二：函数文件+子函数,f=inline(函数表达式,变量1,变量2,.),y=f(数值列表),代入的数值列表顺序应与定义时的变量名顺序一致,例：,自定义函数方式（三）,方式三：inline+命令/函数文件,inline 命令可以用来定义一个内联函数,调用方式：,这种函数定义方式是将 f 作为一个内部函数调用。其特点是：调用方式最接近于我们平时对函数的定义，使程序更具可读性。同时由于它是基于 Matlab 的数值计算内核的，所以它的运算速度较快，程序更有效率。,这种定义方式的缺点：,定义一个内联函数用去的内存空间比相同条件下其他的方法
12、要大得多。该方法只能对数值进行代入，不支持符号代入，并且对于定义后的函数不能进行求导等符号运算。,自定义函数方式（三）,自定义函数方式（三）,%函数文件：function=funtry3()lfg=inline(x.(1/3);%表达式两端的单引号不可缺少fid=fopen(myfile3.txt,w);for t=1:50;y=lfg(t);fprintf(fid,%4d(1/3)=%6.4fn,t,y);endfclose(fid);ezplot(lfg,0,50),diff(lfg,x),自定义函数方式（三）,X,注：对于在 syms 中已经定义过符号变量，在 subs 中进行替代时，单
13、引号可以省略。但如果在 syms 后又被重新定义为其它类型，则必须加单引号，否则不可替换。,syms 定义一个符号表达式，用 subs 命令调用,syms f x%定义符号f=1/(1+x2);%定义符号表达式,subs(f,x,代替 x 的数值或符号),自定义函数方式（四）,方式四：syms+subs,这种函数定义方法的一个特点是可以用符号进行替换,该方法的缺点也是明显的：由于使用符号运算内核，运算速度会大大降低。,自定义函数方式（四）,注：此处 x 的单引号不可省略。本函数方式可以代入字符，但字符不能参与运算，否则将自行转化成该字符的 ASCII 码运算，这与我们想要的结果可能会大相径庭。,直接定义一个字符串，用 subs 命令完成调用。,例：,f=1/(1+x2)%定义字符串z=subs(f,x,2)g=subs(f,x,y2),优点：占内存最少，定义格式方便自由。,自定义函数方式（五）,方式五：字符串+subs,subs 命令的一种比较方便的调用方法：,当所要替代的符号在调用前都已经有了数值定义,则可以直接调用：subs(f),例：,自定义函数方式（五）,关于 subs 的一个注解,
