M文件及函数的编写PPT课件

1、MATLAB语言特点：n高度简洁，封装化n一种解释型的编程语言“读一句，执行一句”效率不高，特别在遇到循环语句时程序运行时离不开MATLAB环境M文件及函数的编写第1页/共34页M文件其实是一个像命令集一样的ASCII(纯文本)码文件。正是M文件的这个特点造就了MATLAB强大的可开发性和可扩展性。M文件的两种形式命令式(M_Script)函数式(Function)。命令式文件就是命令行的简单叠加，MATLAB会自动按顺序执行文件中的命令。函数式文件主要用以解决参数传递和函数调用的问题。M文件及函数的编写第2页/共34页1.M-script 文件的编写新建M文件编写指令调试运行一般过程用户在编

2、制此类文件时，只需把所要执行的命令按行编辑到指定的文件中，程序运行时，MATLAB按行执行这些指令。M文件及函数的编写第3页/共34页几点规则： 建立好的书写风格，保持程序的可读性。 m为文件的扩展名，在低版本的MATLAB中还要注意文件名不超过8位，文件名和变量的命名规则相同。 以符号引导的行是注释行、不可执行，可供heIp命令查询； 不需要用end语句作为M文件的结束标志；M文件及函数的编写第4页/共34页 在运行此函数之前，需要把它所在目录加到MATLAB的搜索路径上去或将文件所在目录设为当前日录。新版本会提示，老版本则出错。 运行一个程序，有多种方式。M文件及函数的编写第5页/共34页

3、MATLAB控制流 for v = expression (表达式) commands (执行语勾) endfor循环语句的一 般格式如下：（1） for循环结构循环变量一般为数组循环体成对出现M文件及函数的编写第6页/共34页While expression（条件式） statementsEnd（2） while 循环结构成对出现M文件及函数的编写第7页/共34页【例1】用循环求解s=0;for i=1:100 s=s+i;ends=0;i=1;while i=100 s=s+i; i=i+1;end不用循环的方法：M文件及函数的编写s=sum(1:100)第8页/共34页【例2】用循环求解

4、求最小的 m,在这种情况下，最好用while.s=0;i=0;while s A=;for k=1:5 for j=1:5 if k=j A(k,k)=5; elseif abs(k-j)=1 A(k,j)=1; else A(k,j)=0; end endendM文件及函数的编写第11页/共34页Switch expression case case_1 (commands 1) case case_2 (commands 2) case case_k (commands k) otherwise, (commands) end （4） 分支语句switch-case-otherwise注意

5、 在执行过程中，只执行一个case后面的命令并跳出开关，程序在end后继续执行。 M文件及函数的编写第12页/共34页【例 4】检测掷一次骰子所得的点数是单数还是双数：switch result case1,3,5 disp(odd numbers) case2,4,6 disp(even numbers) otherwise disp ( mistake!)end.(前面可能有一些语句）M文件及函数的编写第13页/共34页lcase 语句中条件不能重复，否则列在后面语句中条件不能重复，否则列在后面的条件将不能执行的条件将不能执行l当开关表达式的值等于某表达式，执行该语句后结束该结构，不用 b

6、reaklotherwise 语句，不是 defaultl程序的执行结果和各个case顺序无关M文件及函数的编写第14页/共34页（5）try-catch 结构try （commands1）catch（commands2）end该命令总被执行，若正确，则跳出此结构仅当组命令1出现执行错误，才执行该命令。M文件及函数的编写第15页/共34页3. 交互式输入(1) 用户输入提示命令inputinput 命令用来接收用户从键盘输入数据、字符串或表达式，并接收输入值。其常用格式：运行此命今后,将给出文字提示，并等待键盘输入。 Rinput(what is your name ?,s)运行此命令后，MA

7、TLAB将等待输入，并把输入当做字符串，赋给变量R。 Rinput (How many apples)M文件及函数的编写第16页/共34页Pause 暂停程序等待回应；Pause(n) 程序运行中等待n秒后继续运行；Pause on 显示其后的 Pause命令，并且执行pause命令；Pause off 显示其后的pause命令，但不执行该命令。 （2）等待用户反应命令pause此命令用于使程序暂时终止运行，等待用户按任意键后继续运行。此函数的调用形式如下：M文件及函数的编写第17页/共34页 （3）中断命令break break语句常常用在循环语句中。通过使用break语句，可不必等待循环的

8、自然结束，而根据循环只设的条件来判断是否跳出循环。 （4）等待键盘输入 keyboard 使程序进入暂时等待状态，但并没退出执行，可以修改参数，和运行其他指令等。 （5）显示文字或数组 disp M文件及函数的编写第18页/共34页4. 4. MATLAB 函数的编写【例 5】若最大值不为 10000，需修改程序对 m 和 10000 值的设置，不适合于M-script.l函数是 MATLAB 编程的主流方法l除了函数外，还可以采用 M-script 文件lM-script 适合于小规模M文件及函数的编写第19页/共34页(1) MATLAB 语言的函数的基本结构语言的函数的基本结构若一个fu

9、nction作为一个M文件存储，切记其存储文件名应和函数名一样！（1）函数定义行（关键字function）functionout1,out2,.=funcname(in1,in2,.) 注释段 输入返回变量的检测 函数体语句输入和输出（返回）的参数个数分别由nargin和nargout两个MATLAB保留的变量来给出。（2）第一行帮助行，以（%）开头，作为lookfor指令搜索的行M文件及函数的编写第20页/共34页（3）函数体说明及有关注解以（%）开头，用以说明函数的作用及有关内容（4）函数体语句函数体内使用的除返回和输入变量这些在function语句中直接引用的变量以外的所有变量都是局部变

10、量，即在该函数返回之后，这些变量会自动在MATLAB的工作空间中清除掉。如果希望这些中间变量成为在整个程序中都起作用的变量，则可以将它们设置为全局变量。M文件及函数的编写第21页/共34页【例6】前面的要求，m, 10000无需修改程序1.写好程序，存成文件function s,m=findsum(k)s=0;m=0;while(s1 k=n*my_fact(n-1);elseif n=0|n=1 k=1;else error( U input a wrong parameter!)end2.在command window中调用：num=my_fact(11)M文件及函数的编写1.写好程序，存

11、成文件prod(1:1000)第23页/共34页使用tic和toc函数，测试一下该函数的运行效率。显式程序运行的时间。tic;num=my_fact(500);toctic;num=prod(1:1000);toc第24页/共34页函数的函数名与存储名要一致。函数名首字符必须为字母。其后可为字母数字下划线等。长度小于31个字符。不推荐在同一文件中，写多个函数。建议每个函数单独写成一个文件，由主程序调用，主程序不要写成函数形式。函数编写注意事项：M文件及函数的编写第25页/共34页5 程序设计的优化虽然MATLAB程序语言高度集成，但由于MATLAB属于解释型语言，在执行效率方面还是存在一些不足

12、，因此，如何优化程序，特别是在大型的运算与仿真中，是一个很重要的话题。M文件及函数的编写第26页/共34页(1) 以矩阵作为操作主体循环运算是MATLAB语言的最大弱点。在程序设计时应当尽可能避免循环运算，尽量用向量化的运算来代替循环操作多重循环，将执行次数少循环的放在外环；在MATLAB编程过程中应当强调对矩阵本身整体的运算，避免对矩阵元素的操作。绝大多数的循环运算是可以转换为向量运算；尽量使用内部函数M文件及函数的编写第27页/共34页举些简单的例子，说明c语言和matlab的区别：例1 找出数组A=2,5,7,8,4,9,12中，所有大于6的元素及其下标x=find(A6);%找出下标B

13、=A(x);找出所有大于6的元素例2 找出一个数组中为素数的元素isprime(A)第28页/共34页虽然在MATLAB语言中没有规定变虽使用时必须预先定义，但是对于未定义的变量，如果操作过程中出现越界赋值时，系统将不得不对变量进行扩充，这样的操作大大降低了程序运行的效率，所以，对于可能出现变量维数不断扩大的问题，应当预先估计变量可能出现的最大维数，进行预定义。 (2) 数据的预定义M文件及函数的编写 (3) 充分利用matlab中已经集成的函数第29页/共34页对存储的合理操作及管理也会提高程序运行的效率。MATLAB语言提供了一系列的函数用以管理内存。函数名说明clear从内存中清除所有变

14、量及函数pack重新分配内存quit退出MATLAB环境，释放所有内存save把指定变量存储至磁盘load从磁盘中调出指定变量 (3) 内存的管理M文件及函数的编写第30页/共34页 执行错误的发生是由于在程序运行过程中，出现溢出或死循环等引起的，这些错误都与程序本身有关，并且较难发现解决。 （1）M文件错误的种类M文件一般有语法错误和执行错误两种。 语法错误发生在M文件程序代码的解释过程中，一般是由函数参数输入类型有误或矩阵运算阶数不符等引起的。6 程序调试M文件及函数的编写第31页/共34页l避免出现NaN、Inf或空矩阵等；l在可能出现上述异常数值的地方提供控制语句来识别；l识别函数有isnan、