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1、程序设计,程序设计,输入/输出函数语句级的控制结构,数据输入,v=input(message)输入数值 v=input(message,s)输入字符串指令执行时，“控制权”交给键盘，输入结束，按下回车，“控制权”交还matlab。message是提示用的字符串。,数据输出,X=1:10;X在屏幕上显示X的名称和值disp(X)在屏幕上显示X的值，不显示名称,数据格式化输出 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
2、,c=%en,a,b,c),例：,输出格式要与输出变量一一对应使用fprintf函数时若变量是数组，则matlab对数组中的所有数重复使用fprintf中的格式可以没有输出变量,fprintf(Today is Mondayn),例：,M脚本文件,是一串按用户意图排列而成（包括控制流向指令在内的）matlab指令集合脚本文件运行后，所产生的所有变量都驻留在matlab基本工作空间（base workspace）中。,M函数,M函数文件的第一行总是以“function”引导的“函数声明行”。函数文件运行时，matlab会专门开辟一个临时工作区间，称为函数工作区间。函数空间随具体M函数文件的被调用
3、而产生，随调用结束而删除。如果在M函数中，调用某个M脚本文件，那么该脚本文件运行时产生的所有变量都存放于该函数空间中，而不是存放在基本空间,变量,在M函数中使用的变量称为局部变量，函数和工作区通信的惟一方式是通过输入参数和返回的输出参数。在函数内部定义的任何变量只能被函数使用。在函数中不能访问工作区中定义的变量。在Command窗口或M脚本文件都不能访问M函数中定义的变量。,编写和使用M函数的规则,M函数的文件名必须和定义函数的第一行中指定的函数名相同。函数名要遵守变量名的命名规则。函数的起始行必须以function开头，后面跟随输出参数、一个等号以及函数的名称、函数的输入参数跟在函数名之后，
4、用一对小括号括起来。从函数返回的惟一信息包含在输出参数中，要确保函数中包含一条给输出参数赋值的语句。一个具有多个输入参数的函数必须将这些参数列在function语句中准备返回多个值的函数应该在function语句中将所有值表示为一个向量，所有的输出值需要在函数内部进行计算。,例题：编写函数求下面方阵的行列式的值,-2(n-2)!(n1),function y=dt(n)c=diag(1:n)c(c=0)=2y=det(c),例题：编写函数A,B=mtrxn(n,k)1、生成下面的方阵A2、B=Ak,MATLAB的搜索过程,matlab在一个文件中碰到指令cow时：（1）检查cow是否变量（2）
5、检查cow是否内建函数（3）检查cow是否子函数（4）检查cow是否私用函数（5）检查cow是否当前目录上的文件（6）检查搜索路径上是否有cow,语句级的控制结构,关系运算逻辑运算选择结构if-else-end结构Switch-case结构try-catch模块 循环for循环while循环逻辑数组find命令,Matlab中使用的程序结构,关系运算和逻辑运算,在所有关系表达式和逻辑表达式中，作为输入的任何非0数都被看作是“逻辑真”，而只有0才被认为是“逻辑假”。所有关系表达式和逻辑表达式的计算结果，即输出，是一个由0和1组成的“逻辑数组”。在此数组中的1表示“真”，0表示“假”。逻辑数组有自
6、身的特殊用途，如数组寻访等。,关系运算,逻辑运算,关系、逻辑函数,特殊数据判断函数,选择结构：if-else-end(1),在很多情况下，我们需要根据某一条件来执行相应的命令。Matlab提供了几种if-else-end结构来完成这一操作最简单的一种if-else-end结构if expression(commands)endexpression为条件表达式，(commands)为要执行的命令。只用当expression结果中所有元素都为True时，(commands)才被执行。,例题,if G50count=count+1;disp(G);end 如果G是一个标量，以上的语句很容易解释。但是
7、如果G不是标量，则只有当其中的每一个元素全部为true时，if语句才认为比较结果为true。通常情况下，用if语句判断标量效果最好。,选择结构：if-else-end(3),希望在expression为True和False两种条件下执行不同的操作，可以使用如下格式的if-else-end结构：if expression(commands evaluated if True)else(commands evaluated if False)end,选择结构：if-else-end(3),当需要根据多个条件执行多个不同的操作时，可以采用下面的if-else-end结构：if expression1
8、(commands evaluated if expression1 is True)elseif expression2(commands evaluated if expression2 is True)elseif expression3(commands evaluated if expression3 is True)else(commands evalusated if no other expressions is True)end在上面的结构中，matlab将从上到下检测各个表达式，执行与所遇到的第一个为True的表达式相对应的命令集，并且将该表达式后面的所有语句跳过，直接退出
9、if-else-end结构。,选择结构：switch-case结构,Switch-case结构也是一种条件分支结构，只不过该结构根据一个公共参数的不同取值来执行不同的命令组。Switch-case结构的一般格式如下：switch expressioncase test_expression1(commands1)case test_expression2,test_expression3,test_expression4(commands2)otherwise(commands3)end,选择结构：try-catch结构(matla),Try-catch模块使得用户能够捕获程序执行过程中mat
10、lab发现的错误，以便决定如何对错误进行响应。Try-catch模块的一般格式为：try(commands1)catch(commands2)end在(commands1)中的所有matlab命令都被执行。如果没有matlab错误出现，程序控制就直接跳到end语句。如果出现了错误，程序控制就立即转移到catch语句，执行表达式(commands2)。在(commands2)中，通常会利用lasterr和lasterror函数获取错误信息，然后采取相应的措施。,例：引用魔方阵的行，当“行下标”超出魔方阵的最大行数时，将改向对最后一行的援引，并显示“出错”警告。clear,N=4;A=magic(
11、3);try A_N=A(N,:)catch A_end=A(end,:)endlasterr,例题：分配等级,编写一个M函数，用于根据成绩确定其等级,循环结构：for,for循环根据用户设定的条件，对结构中的命令反复执行固定次数的操作。for循环的一般格式如下：for x=array(commands)endx称为循环变量，array称为条件数组，(commands)为要执行的循环代码。For循环是根据数组array中的列数决定其循环执行的次数的,Fibonacci序列,1202年，Fibonacci（斐波纳契）在一本书中提出了一个问题：如果一对兔子出生一个月后开始繁殖，每个月产生一对后代，
12、现在有一对新生的兔子，如果兔子没有死亡，那么第20个月月初会有多少兔子。这就是著名的Fibonacci序列。1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89Fibonacci规则：,斐波纳契数列的通项公式,很有趣的是，这样一个完全是自然数的数列，通项公式居然是用无理数来表达的。,斐波纳契数列,斐波纳契数列还暗含着许多有趣的数字规律，如从第3个数开始每隔两个必是2的倍数，从第4个数开始每隔3个必是3的倍数，从第5个数开始每隔4个必是5的倍数另外，这个数列最具有和谐之美的地方是，越往后，相邻两项的比值会无限趋向于黄金比1.61803斐波纳契数列在现代物理、准晶体结构、化学等领域都有直接的应用，
13、为此，美国数学会从1960年代起出版了斐波纳契数列季刊，专门刊载这方面的研究成果。,例题：用for循环指令来寻求Fibonacc数组中第一个大于10000的元素。,n=100;a=ones(1,n);for i=3:n a(i)=a(i-1)+a(i-2);if a(i)=10000 a(i)break;end;endi,例题：水仙花数,1.找出所有的“水仙花数”及水仙花数总的个数。所谓“水仙花数”是一个3位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如：,。,2.找出所有这样的4位正整数，其各位数字的4次方的和等于该数本身，例如：,并请给出满足这样条件的4位正整数一个有多少个。,例题：求排列的逆序
14、数,求排列32514的逆序数用M函数实现：输入：一个排列，如 k=3 2 1 4 5输出：排列的逆序数 t=5,用蒙特卡罗(Monte Carlo)投点法计算 的值,n=100000;a=2;m=0;for i=1:n x=rand(1)*a/2;y=rand(1)*a/2;if(x2+y2=(a/2)2)m=m+1;endendfprintf(计算出来的 pi 为：%fn,4*m/n);,例题：蒙特卡罗投点法,循环结构：while,while expression(commands)endexpression称为条件表达式，(commands)为要执行的循环代码，一般情况下，expressi
15、on的计算结果为一个标量，但也可以是一个数组表达式。当expression的结果为一个标量，且该标量为true时，(commands)就会被一直执行下去；当expression的结果为一个数组时，只有当数组中的所有元素均为True时，(commands)才会被一直执行下去。,例题：用while循环求Fibonacci数组中第一个大于10000的元素。,a(1)=1;a(2)=1;i=2;while a(i)=10000 a(i+1)=a(i-1)+a(i);i=i+1;end;i,a(i),例题：用while循环计算特殊变量eps,n0；EPS=1；while(1+EPS)1EPSEPS2；n
16、nl；endn,EPSEPS*2,逻辑数组,A=zeros(2,5);A(:)=-4:5L=abs(A)3X=A(L),找出数组,中所有绝对值大于3的元素,L与A数组同样大小，L的元素是0或1，它是“逻辑数组”。,通过逻辑数组L中“逻辑值1”所在的位置，找出A中满足条件的元素。,逻辑数组常用来代替if和loop结构,Find命令,find是matlab特有的命令，也常用来代替if和loop结构,find(A)：找出矩阵非零元素所在的下标,find(条件)：找出符合条件的元素所在的位置,a=4,5,78,121,3,65,24,2;b=find(a10),A=0,4,0,-1,0,0;b=fin
17、d(A),控制程序流的其他常用指令,问题：下面的加法等式中：两个真分数之和等于第三个真分数；其中每个方框表示一个非零数字，且任意两个数字互不相同，比如：,试找出所有这样的解。,本题可用计算机找到解答，共 10 个解。,如果用 matlab数值 计算，却只能找到 6 个解；用Turbo C 可能找到 7 个、9 个或 11 个解。Why?具体原因留给大家思考！,a,b,c,d,e,f,g,h,i,数字填图问题,问题：两个假分数之和等于第三个假分数，其中每个方框表示一个非零数字，且任意两个数字互不相同，试找出所有的解。,自己动手编写 Matlab 程序,数字填图问题,本题可用计算机找到解答，共 4
18、1 个解。,Matlab 的计时函数共有三类,Matlab 计时函数的调用,cputime：显示 Matlab 启动后所占用的 CPU 时间；tic,toc：秒表计时，tic 开始，toc 结束；clock,etime：clock 显示系统时间，etime计算两次调用 clock 之间的时间差。,t0=cputime;你的 Matlab 程序;time=cputime-t0;%Matlab 程序的运行时间,Matlab 计时函数介绍,tic;你的 Matlab 程序;time=toc;%Matlab 程序的运行时间,t0=clock;你的 Matlab 程序;time=etime(clock,t0);%Matlab 程序的运行时间,Matlab 计时函数介绍,
