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1、Lecture 5 MATLAB程序设计,基本要求：(1)学会 Matlab 的M文件的编写方法，包括命令文件和函数文件。了解M件的调试命令和调试方法;(2)熟练掌握 Matlab 的程序结构（顺序结构、循环结构和分支结构）与流程控制语句.Outline M-file(M文件);数据的输入和输出;程序设计;函数文件;全局变量和局部变量,Lecture5 Matlab语言程序设计,MATLAB有两种工作方式：,交互式的命令行工作方式,M文件的程序工作方式,一.M文件,一.M文件,用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件有两类：命令文件和函数文件。命令文件：没有输入参数，也不返回输出参数。
2、函数文件：可以输入参数，也可返回输出参数。,M文件的建立与编辑,建立新的M文件：从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令。,一.M文件,编辑已有的M文件：从MATLAB命令窗口的Flie菜单中选择Open M-file命令。,命令文件,将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后在MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的命令。【例1】建立一个命令文件将变量a,b的值互换。,一.M文件,a=1:9;b=11,12,13;14,15,16;17,18,19;c=a;a=b;b=c;a b 在MATLAB的命令窗口中输入e31，将会执行该
3、命令文件。,二数据的输入输出,1.input函数：用于向计算机输入一个参数。调用格式：A=input(提示信息，选项)；注：s选项，则允许用户输入一个字符串。例如想输入一个人的姓名，可采用命令 xm=input(Whats your name:,s)【例2】求一元二次方程a2+bx+c=0的根。,二数据的输入输出,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)将该程序以aa.m文件存盘，然后运行aa.m文件。,2 pause函数：暂停程序的执行。调用格式：pause
4、(延迟秒数)注：如果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。,二数据的输入输出,3 disp函数：命令窗口输出函数。调用格式：disp(输出项)注：输出项为字符串或矩阵。例如 A=Hello,MATLAB;disp(A)输出为：Hello,MATLAB,三程序设计,三程序设计,1、程序结构与流程控制语句,a)顺序结构,b)条件结构,if-else-end 语句,三程序设计,或,折扣问题 book=20;number=40;sums=0.0;if number=30sums=book*number*0.7;end sums sums=560,绘出函数 的图
5、像。x=-3:0.1:3;if x=1 y=2*x.2+1;plot(x,y)elseif-1x1 y=5;plot(x,y)else y=-x.3;plot(x,y)end,三程序设计,switch语句,三程序设计,（一）选择结构,选择结构的语句有if语句和switch语句。1 if语句 格式一：if 条件 语句组 end,三程序设计,格式二：if 条件 语句组1 else 语句组2 end,(一)选择结构,格式三：if 条件1 语句组1 elseif 条件2 语句组2 elseif 条件m 语句组m else 语句组m+1 end,三程序设计,【例4】输入三角形的三条边，求面积。,A=in
6、put(请输入三角形的三条边：);if A(1)+A(2)A(3)else disp(不能构成一个三角形。)end运行：请输入三角形的三条边：4 5 6 9.9216,三程序设计,(一)选择结构,【例5】输入一个字符，若为大写字母，则输出其后继字符，若为小写字母，则输出其前导字符，若为其他字符则原样输出。,c=input(,s);if c=A end,三程序设计,(一)选择结构,2 switch语句,switch语句根据变量或表达式的取值不同，分别执行不同的语句。其格式为：switch 表达式 case 值1 语句组1 case 值2,语句组2 case 值m 语句组m otherwise 语
7、句组m+1 end,三程序设计,(一)选择结构,【例6】根据变量 num 的值来决定显示的内容。,num=input(请输入一个数);switch num case-1 disp(I am a teacher.);case 0 disp(I am a student.);case 1 disp(You are a teacher.);otherwise disp(You are a student.);end,三程序设计,(一)选择结构,三程序设计,多项选择,No=input(Please input your choice!);Please input your choice!1 switc
8、h Nocase 0disp(return to main menu);case 1disp(She is a girl);case 2disp(He is a boy);otherwisedisp(I cant determine)endShe is a girl,c)循环结构,while 语句:,for语句:,for 变量=初值：增量：结束值 程序模块；end,三程序设计,sum=0;i=0;while(i sumsum=14196774,举例：,三程序设计,for I=1:10 A(I)=1/(I+1);end AA=Columns 1 through 7 0.5000 0.3333 0
9、.2500 0.2000 0.1667 0.1429 0.1250 Columns 8 through 10 0.1111 0.1000 0.0909,break语句循环结构,continue 语句循环结构,三程序设计,d)其它与流程控制有关的语句,if,if,（二）循环结构,实现循环结构的语句：for语句和while语句。1 for语句：格式：for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3 循环体语句 end注：其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为步长，表达式3的值为循环变量的终值。步长为1时，表达式2可以省略。,三程序设计,2 while语句格式为：while(条件)循环体语句
10、 end【例7】根据例3.6中求y的表达式，求：(1)y3时的最大n值。(2)与(1)的n值对应的y值。,三程序设计,(二)循环结构,求y的表达式,y=0;i=1;while 1%循环的条件为1，即循环条件总是满足的，这是一个永真循环 f=1/(2*i-1);y=y+f;if y3 break;end i=i+1;end n=i-1 y=y-f,三程序设计,(二)循环结构,3 循环的嵌套,如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。多重循环的嵌套层数可以是任意的。可以按照嵌套层数，分别叫做二重循环、三重循环等。处于内部的循环叫作内循环，处于外部的循环叫作外
11、循环。,三程序设计,(二)循环结构,【例8】求100,1000以内的全部素数。,n=0;for m=100:1000 flag=1;j=m-1;i=2;while i=j end,i=i+1;end if flag n=n+1;prime(n)=m;end end prime%变量prime存放素数,三程序设计,(二)循环结构,pause 指令使程序运行停止，等待用户按任意键继续；input 指令提示用户从键盘输入数值、字符串或表达式，并接受输入；disp指令在屏幕上显示字符串;echo on指令显示其后所有执行文件的指令；echo off指令关闭其后所有执行文件的指令显示。,三程序设计,四函
12、数文件,函数文件是另一种形式的M文件，每一个函数文件都定义一个函数。事实上，MATLAB提供的标准函数大部分都是由函数文件定义的。,四.函数文件,1函数文件格式,函数文件由function语句引导，其格式为：function 输出形参表=函数名(输入形参表)注释说明部分 函数体注：其中函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于1个时，则应该用方括号括起来。,【例9】编写函数文件求小于任意自然数n的Fibonacci数列各项。,function f=ffib(n)%用于求Fibonacci数列的函数文件%f=ffib(n)%1999年9月30
13、日编 f=1,1;i=1;while f(i)+f(i+1)n f(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;end,将以上函数文件以文件名ffib.m存盘，然后在MATLAB命令窗口输入以下命令，可求小于2 000的Fibonacci数。ffib(2000),四.函数文件,2函数调用,函数文件编制好后，就可调用函数进行计算了。如上面定义ffib函数后，调用它求小于2000的Fibonacci数。函数调用的一般格式是：输出实参表=函数名(输入实参表),四.函数文件,【例10】利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(,)之间的转换。,函数文件tran.m：function gama,t
14、heta=tran(x,y)gama=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);调用tran.m的命令文件main1.m：x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);gam,the=tran(x,y);gam the,已知转换公式为：极坐标的矢径：=极坐标的幅角：=,四.函数文件,【例11】利用函数的递归调用，求n！。,function f=factor(n)if n=1 f=1;else f=factor(n-1)*n;end return;%返回 在命令文件main2.m中调用函数文件factor.m：for i
15、=1:10 fac(i)=factor(i);end fac,程序运行结果是：fac=Columns 1 through 6 1 2 6 24 120 720 Columns 7 through 10 504 40320 362880 3628800,四.函数文件,3 函数所传递参数的可调性,MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处：函数所传递参数数目的可调性。凭借这一点，一个函数可完成多种功能。在调用函数时，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。只要在函数文件中包含这两个变量，就可以准确地知道该函数文件被调用时的输入输出参数个
16、数，从而决定函数如何进行处理。,四.函数文件,【例12】nargin用法示例,函数文件examp.m：function fout=charray(a,b,c)if nargin=1 fout=a;elseif nargin=2 fout=a+b;elseif nargin=3 fout=(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),执行mydemo.m后的输出是：ans=1 2 3 ans=2 4 6 ans=21,四.函数文件,五全局变量和局部变量,在MATLAB中，全局变量用命令global定
17、义。函数文件的内部变量是局部的，与其他函数文件及MATLAB工作空间相互隔离。但是，如果在若干函数中，都把某一变量定义为全局变量，那么这些函数将公用这一个变量。全局变量的作用域是整个MATLAB工作空间，即全程有效。所有的函数都可以对它进行存取和修改。因此，定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。,四.函数文件,四.函数文件,【例13】全局变量应用示例,先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。function f=wadd(x,y)%add two variable global ALPHA BETA f=ALPHA*x+BETA*y;,在命令窗口中输入：global ALPHA BETA ALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2)输出为：s=5,
