MATLAB及其应用-第4讲67603

1、1第第4讲讲 M文件和面向对象编程文件和面向对象编程4.1 M文件文件4.2 MATLAB控制流控制流4.3 脚本文件和函数文件脚本文件和函数文件24.1 M文件文件一、一、M文件概述文件概述用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。二、二、M文件的建立和编辑文件的建立和编辑1、建立新的M文件 (1)菜单操作：File New M-file。 (2)命令操作：在Command Window中输入edit。 (3)命令按钮操作：单击工具栏上的“新建” 按钮。2、编辑已有的M文件3三、三、M文件分为两类文件分为两类命令文件(Script File)函数文件(Function File)4例1：分别

2、建立命令文件和函数文件，将华氏温度F转换为摄氏温度C。命令文件：命令文件： F2C1.mclear F=input(Input Fahrenheit temperature：F=);C=5*(F-32)/9函数文件：函数文件：F2C2.mfunction C=F2C2(F)C=5*(F-32)/954.2 MATLAB控制流控制流一、程序结构二、控制程序流的其他常用指令6一、 程序结构1. 顺序结构例：%用符号计算求微分syms a t x;f=a, t3; t*cos(x), log(x);df=diff(f)；dfdt2=diff(f, t, 2)；dfdxdt=diff(diff(f,

3、x), t)；72. 循环结构for循环结构：循环结构：for 循环变量起始值:步长:终止值 循环体endwhile循环结构：循环结构：while 表达式 循环体end8注意：（1）循环结构可嵌套使用；（2）为得到高效代码，应尽量提高代码的向量化程度，避免使用循环结构；（3）循环指令前最好对数组进行预定义，以提高运行效率；（4）使用while循环时，一定要注意避免进入死循环。9例2. 已知y(0)=0, y(n)-y(n-1)=n-2，当n=100时，求y. 程序如下： clear y=0; n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end y 在实际编程中，为提高程序的执行速度

4、，常用向量运算来代替循环操作： clear n=100; i=1:n; f=1./i.2; y=sum(f)10例3：若数组a中a1=a2=1,且ak+2=ak+ak+1，试求该数组中第一个大于10000的元素程序如下： clear 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)113. 分支结构if-else-end分支结构：分支结构：if 逻辑表达式 执行语句 endif 逻辑表达式 执行语句1 else 执行语句2endif 逻辑表达式1 执行语句1elseif 逻辑表达式2 执行语

5、句2else 执行语句nend12switch-case分支结构：分支结构：switch 表达式（可以是标量或字符串） case 值1 语句1 case 值2 语句2 . otherwise 语句nend13例4. 计算分段函数值。 程序如下： clear x=input(请输入x的值:); if x=A & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0); else disp(c); end15例6 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。 程序如下：clearprice=input(请输入商品价格);switch fix(price/

6、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(25:49) rate=10/100;otherwise rate=14/100;endprice=price*(1-rate)164. try-catch结构try 执行语句1catch 执行语句2end17例7 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，则自动转去求两数组的点乘。程序如下：A=1,2,3;4,5,6;

7、B=7,8,9;10,11,12;try C=A*B;catch C=A.*B;endClasterr %显示出错原因18二、 控制程序流的其他常用指令1. return 指令强制MATLAB结束执行当前函数并把控制转出 2. keyboard指令： 当程序遇到keyboard时，MATLAB将控制权交给键盘，用户可以从键盘输入各种合法的MATLAB指令。只有当用户使用回车结束输入后，控制权才交还给程序。 193. input指令和disp指令input指令： 把MATLAB的控制权暂时交给用户。此后，用户通过键盘键入数值、字符串或表达式，并经“回车”把键入内容输入工作空间，同时把“控制权”交

8、还给MATLAB。 常用的格式：常用的格式：v=input(message) %将用户键入的内容赋给变量vv=input(message,s) %将用户键入的内容作为字符串赋给变量v20disp指令：格式：disp(输出项)输出项可以为字符串，也可为矩阵例8：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：cleara=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);disp(x1=,num2str(x(1),x2=, num2str(x(2);214. Pa

9、use指令暂时停止程序的运行。格式：格式： pause %暂停执行文件，等待用户按任意键继续 pause(n) %在继续执行之前，暂停n秒225. break指令和continue指令通常用于for或while循环中，与if语句配合使用。 break：用于终止循环的执行。continue：控制跳过循环体中的某些语句。继续下一次循环。23例9 求100，200之间第一个能被21整除的整数。程序如下：clearfor n=100:200 if rem(n,21)=0 continue endbreakendn245. error和warning指令error(message) %显示出错信息mes

10、sage,终止程序warning(message) %显示警告信息message,程序继续执行254.3 脚本文件和脚本文件和M函数文件函数文件一、脚本文件 二、M函数文件三、程序的调试26一、脚本文件 （命令文件）特点：（1）没有输入和输出 （2）由一系列指令组成（3）可在命令窗口直接运行指令（4）产生的所有变量存储在workspace中27二、M函数文件1. 特点：（1）第一行总是以“function”引导的“函数定义行”。并给出全部输入、输出宗量。 （2）函数文件运行，matlab就会专门为它开辟一个临时工作空间，称之为函数工作空间。 （3）函数工作空间相对workspace是独立的、临

11、时的。282、M函数文件的规则和属性 （1） 一般要求函数名和文件名必须相同。（2） 函数的输入参量和输出参量都可以是零个或更多个。当输出参量多于一个时，输出参量包含在方括号内。例如，V,D=eig(A).（3） 函数输入参量个数、输出参量个数分别由变量nargin和 nargout包含。函数调用时，输入和输出变量可以少于函数文件中所规定的变量数目，但不能多于29 3. 函数文件的构成（1）函数定义行function 输出形参表= 函数名(输入形参表)（2）H1行%注释说明部分，对程序的总体介绍（3）函数信息说明行 %简要描述函数功能，以及参数的含义，函数调用格式等（4）程序主体函数体（5）注

12、释%在函数体中会出现对某些程序行的注释304. 函数文件的调用：函数文件调用的一般格式： 输出实参表=函数名(输入实参表) 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数，从而决定函数如何进行处理。31例10：nargin用法示例函数文件examp.m： function f=examp(a,b,c) if nargin=1 f=a; elseif nargin=2 f=a+b; elseif nargin=3 f=(a*b*c)/2; en

13、d命令文件mydemo.m：clear x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3)输出： ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 2132总结：总结： 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

14、间结果不在屏幕上显示，以提高执行速度。33（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。34三、程序的调试这部分内容是上机应用的重点内容。程序出错主要为两类：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：直接调试法和工具调试法35直接调试法：利用matlab的相关指令对程序进行调试。 主要方法有：删除句尾分号和利用disp语句，显示中间结果；在适当位置加上keyboard语句，使程序