MATLAB程序设计及应用实例.ppt

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1、5.1 MATLAB程序设计程序设计o 5.1.1 M文件文件o 5.1.2 脚本文件和函数文件脚本文件和函数文件o 5.1.5 数据的输入输出数据的输入输出o 5.1.3 选择结构选择结构o 5.1.4 循环结构循环结构o 5.1.6 M文件调试文件调试o 例例 建立一个命令文件将变量建立一个命令文件将变量a,ba,b的值互换，的值互换，然后运行该命令文件。然后运行该命令文件。 首先建立命令文件并以文件名exch.m存盘： clear; a=1:10; b=11,12,13,14;15,16,17,18; c=a;a=b;b=c; a b 然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行

2、该命令文件。1.建立新的M文件(1)(1)菜单操作菜单操作：MATLABMATLAB命令窗口的命令窗口的FileFile菜单菜单 New New菜单项菜单项 M-file M-file命令。命令。(2)(2)命令操作命令操作：在：在MATLABMATLAB命令窗口输入命令命令窗口输入命令editedit。(3)(3)命令按钮操作命令按钮操作：单击：单击MATLABMATLAB命令窗口工具栏上的命令窗口工具栏上的“新建新建”命令按钮。命令按钮。2. 编辑已有的M文件3. M文件的分类 P116 4.1.2内容 分类：脚本文件分类：脚本文件(Script File)(Script File)和函数

3、文件和函数文件(Function (Function File)File)。 主要区别。主要区别。M文件的建立与编辑文件的建立与编辑o 函数定义行函数定义行o H1行行 对程序的总体介绍对程序的总体介绍o 函数说明函数说明 对程序详细描述对程序详细描述o 程序主体程序主体o 注释注释 解释程序功能的文字解释程序功能的文字 说明：除程序主体外，其他部分以说明：除程序主体外，其他部分以%开头。开头。P116 实例实例1 脚本文件脚本文件 没有输入和输出没有输入和输出 由一系列指令组成由一系列指令组成 可在命令窗口直接运行可在命令窗口直接运行 产生的所有变量存储在产生的所有变量存储在workspac

4、e中。中。 例例 exam5_1.m。(1) (1) 函数文件的基本结构函数文件的基本结构 函数文件由函数文件由function语句引导语句引导 其基本结构为：其基本结构为： function 输出形参表输出形参表=函数名函数名(输入形参表输入形参表) %注释说明部分注释说明部分 函数体语句函数体语句(1)关于函数文件名关于函数文件名: 函数文件名与函数名也可以不相同。当两者不同时，MATLAB将忽略函数名而确认函数文件名，(2)关于注释说明部分关于注释说明部分。注释说明包括三部分内容：紧随函数文件引导行之后以%开头的第一注释行。第一注释行及之后连续的注释行。与在线帮助文本相隔一空行的注释行。

5、 (1) 函数文件的基本结构函数文件的基本结构p函数调用的一般格式函数调用的一般格式：输出实参表输出实参表=函数名函数名(输入实参表输入实参表) 注意：等号左边是方括号，右边输入参数用注意：等号左边是方括号，右边输入参数用括号括号（2）函数文件的调用）函数文件的调用 function s,p=fcircle(r) %FCIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r %r 圆半径 %s 圆面积 %p 圆周长 s=pi*r*r; p=2*pi*r; 以上函数文件以文件名fcircle.m存入c:matlab7workma

6、s下，然后在MATLAB命令窗口调用该函数： s,ps,p=fcircle(10)=fcircle(10)o 函数的递归调用函数的递归调用n 例：利用递归调用函数文件factor.m： function f=factor(n) if n=A & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0); else disp(c); endo switchswitch语句语句其语句格式为：其语句格式为： switch switch 表达式表达式 case case 值值1 1 语句组语句组1 1 case case 值值2 2 语句组语句组2 2 case case 值值m m 语句组语

7、句组m m otherwise otherwise 语句组语句组m+1m+1 end endo 例例 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，已知打折标某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，已知打折标准，求所售商品的实际销售价格准，求所售商品的实际销售价格n程序如下： price=input(请输入商品价格); switch fix(price/100) case 0,1 rate=0; case 2,3,4 rate=3/100; case num2cell(5:9) rate=5/100; case num2cell(10:24) rate=8/100; case num2cell(25:4

8、9) rate=10/100; otherwise rate=14/100; end price=price*(1-rate)语句格式为：语句格式为：try 语句组1catch 语句组2end try语句先试探性执行语句组1，如果语句组1在执行过程中出现错误，则将错误信息赋给保留的lasterr变量，并转去执行语句组2。这种试探性执行语句是其他高级语言所没有的。5.1.4 选择结构选择结构-try-try语句语句o 例例 矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则会出错。矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则会出错。先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转去求两矩阵的点乘先求两矩阵的乘积，若出错，则自动

9、转去求两矩阵的点乘o 程序如下：程序如下：main5_3.mmain5_3.mA=1,2,3;4,5,6; B=7,8,9;10,11,12;A=1,2,3;4,5,6; B=7,8,9;10,11,12;trytry C=A C=A* *B;B;catchcatch C=A. C=A.* *B;B;endendC Clasterrlasterr % %显示出错原因显示出错原因n 循环语句循环语句o for语句语句o while语句语句n 循环的嵌套循环的嵌套5.1.5 循环结构循环结构- for语句语句o1. for语句语句n 语句格式为：语句格式为： for 循环变量循环变量=表达式表达式

10、1:表达式表达式2:表达表达式式3 循环体语句循环体语句 endo for语句更一般的格式：语句更一般的格式： for 循环变量循环变量=矩阵表达式矩阵表达式 循环体语句循环体语句 end 执行过程是依次将矩阵的，然后执行循环体语句，直至各列元素处理完毕。实际上，“表达式1:表达式2:表达式3”是一个仅为一行的矩阵(行向量)，因而列向量是单个数据。5.1.5 循环结构循环结构- for语句语句o 例例 已知已知5 5个学生个学生4 4门功课的成绩，求每名学生的总门功课的成绩，求每名学生的总成绩成绩n 程序如下：程序如下：s=0;s=0;a=65,76,56,78;98,83,74,85;76,

11、67,78,79;98,58,4a=65,76,56,78;98,83,74,85;76,67,78,79;98,58,42,73;67,89,76,87;2,73;67,89,76,87;for k=afor k=a s=s+k s=s+k; ;endenddisp(sdisp(s););5.1.5 循环结构循环结构- for语句语句o whilewhile语句的一般格式为：语句的一般格式为： while (while (条件条件) ) 循环体语句循环体语句 endend 其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环其他常用指令其他常用指令o C

12、ontinueo Breakcontinuecontinue命令命令通常用于通常用于for或或while循环语句中循环语句中,与与if语句一起使用语句一起使用,达到达到跳过跳过本次循环本次循环,去执行下一轮循环去执行下一轮循环的目的的目的分析下列程序，说明运行结果及原因分析下列程序，说明运行结果及原因a=3;b=6;for i=1:3 b=b+1; if i2 continue %当当if条件满足时不再执行后面语句条件满足时不再执行后面语句，跳，跳 出本次循环。出本次循环。 end a=a+2 %当当i2i2a=7b=9 break命令命令通常用于通常用于for或或while循环语句中循环语句

13、中,与与if语句一起使用语句一起使用,中止本次循中止本次循环环,跳出最内层循环跳出最内层循环分析下列程序，说明运行结果及原因分析下列程序，说明运行结果及原因a=3;b=6;for i=1:3 b=b+1; if i2 break %当当if条件满足时不再执行循环条件满足时不再执行循环 end a=a+2end运行结果运行结果:a=7b=9i2i2a=3b=6程序流控制语句程序流控制语句 return指令指令 终止当前的命令序列，把控制返回到调用函数或终止当前的命令序列，把控制返回到调用函数或键盘。键盘。 keyboard 把把“控制权控制权”交给键盘。交给键盘。 error和和warning

14、显示出错和警告信息。显示出错和警告信息。o 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。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循环。o 在设计多重循环时，要特别注意内、外循环之间的关系，以及各语句放置的位置，不要搞错。补充：1 Matlab命令执行过程输入输入 china输出变量输出变量china的值的值变量？变量？执行该执行该内部函数内部函数当前目录中有当前目录中有china.m？内联函数？内联函数？搜索路径中有搜索路径中有china.m？否否执行该执行该M文件文件执行该执行该M文件文件报错！报错！

15、子函数？子函数？私有函数？私有函数？执行该执行该M文件文件是是是是是是是是是是否否否否2 MATLAB程序设计原则和技巧程序设计原则和技巧1、后面的内容是程序的注解，要善于运用注解使程序更具可读性。2、养成在主程序开头用clear指令清除变量的习惯，以消除工作空间中其他变量对程序运行的影响。但注意在子程序中不要用clear。3、参数值要集中放在程序的开始部分，以便维护。要充分利用MATLAB工具箱提供的指令来执行所要进行的运算，在语句行之后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显示，以提高执行速度。4、程序尽量模块化，也就是采用主程序调用子程序的方法，将所有子程序合并在一起来执行全部的操作。5、充分

16、利用Debugger来进行程序的调试（设置断点、单步执行、连续执行）6、设置好MATLAB的工作路径，以便程序运行。 1. 矢量化尽可能使用向量和矩阵操作 1000000)3121(kkk例例 求求t=cputime;s=0;for i=1:100000 s=s+(1/2i+1/3i); endcputime-tans = 向量运算向量运算t=cputime;n=1:100000; s=sum(1./2.n+1./3.n)；cputime-tans =2.阵列预分配 阵列矩阵的初始化工作；在成熟规范的商业软件里必不可少，同时也是一个良好的编程素养的体现。3.变量管理 matlab中的变量类型是不需要预先定义的，编程过程中不要改变变量的使用类型。 例如chardouble, realcomplex x=23; 程序，x=A4 .尽量使用MATLAB内部定义的函数本节内容是需上机应用的重点内容。程序出错主要为两类： 1、语法错误 如缺（或）等，在运行时可检测出大多数该类错误，并指出错在哪一行。 2、算法错误 逻辑上的错误，不易查找，遇到此类错误时需耐心。一般可考虑如下方法：直接调试法和工具