第3章 基本编程

1、 第3章 基本编程教学目标l熟悉熟悉 MATLAB 的编程环境的编程环境l掌握掌握 MATLAB 的变量类型的变量类型l掌握掌握 MATLAB 中的流程控制语句中的流程控制语句l了解了解 MATLAB 中的错误处理中的错误处理l了解了解 MATLAB 程序调试方法程序调试方法l了解了解 MATLAB 代码优化方法代码优化方法教学内容lM文本文件介绍文本文件介绍 l函数流程控制函数流程控制 l函数变量函数变量 lMATLAB 编程错误处理编程错误处理 l调试程序调试程序 l优化程序优化程序 M文本文件介绍l选择HOME | New | Script选项进入文本编辑器界面建立新的M文件M文本文件介

2、绍（1）在软件操作界面选择HOME|Open（2）在命令窗口中输入edit+文件名lMATLAB中有大量的函数，包括： 内建函数（C语言编写） 自带函数（M文件）编辑已有的M文件M文件的分类函数functions脚本script 函数式M文件和脚本式M文件都是以.m作为扩展名的文本文件，在文本编辑器中创建文件。二者在语法和使用上略有区别。脚本l脚本式 M文件可包含MATLAB的各种命令，类似DOS系统中的批处理文件l脚本文件的运行：（1）EDITOR|RUN（2）在命令窗口中直接键入该M文件的文件名（3）运行脚本文件时，需要将脚本所在的目录设置为当前工作目录。脚本例：建立例：建立一个脚本一个脚

3、本M文件将变量文件将变量a, b的值互换，然后运行的值互换，然后运行该脚本文件该脚本文件。（1）首先建立脚本文件并以exch.m存盘clear;a=1:10;b=11 12 13 14;15 16 17 18;c=a;a=b;b=c;ab脚本（2）然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行该命令文件，输出为：a = 11 12 13 14 15 16 17 18b = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10函数l函数式函数式M文件文件 function 返回变量列表=函数名(输入变量列表) 注释说明语句段 函数体第一行为function语句； function后定义函数名和输入输出

4、参数，函数被调用时按此格式执行；文件名必须与函数名一一对应；函数执行完后，只保留返回结果，不保留中间过程；函数例例 ：建立：建立一个函数一个函数M文件将变量文件将变量a, b的值互换，然后在的值互换，然后在命令窗口调用该函数文件命令窗口调用该函数文件。（1）建立函数文件并以fexch.m存盘 functiona,b=fexch(a,b) c=a;a=b;b=c;函数输出结果：x = 11 12 13 14 15 16 17 18y = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10在MATLAB的命令窗口中调用该函数文件：clear;x=1:10;y=11 12 13 14;15 16 17 18;

5、 %输入参数，也就是给函数fexch(a,b)中的形参a,b赋具体值x,y=fexch(x,y) %调用函数fexch()函数与脚本函数函数l既有输入参数，又有输出参数l函数中的变量（除特殊声明外）都是局部变量l函数名必须与文件名相同l函数被调用时，MATLAB会为它开辟临时工作空间，当执行完函数或return命令时结束函数的运行，返回输出值，同时清空临时工作空间。脚本脚本l不用输入参数，也没有输出参数l脚本中的变量都是全局变量l文件名任意指定l在函数中调用脚本文件，等价于在函数中将脚本文件的内容粘贴在调用的位置。变量类型MATLAB中的特殊变量中的特殊变量变量类型nargin的用法的用法lf

6、unctiona,b,c=example(x1,x2,x3,x4)la=0;b=0;lif(nargin=1)lc=x1;lelseif (nargin=2)l c=3;lelseif(nargin2)l c=5;lendnargout的用法的用法lfunctiona,b,n=fexch(a,b)lif(nargout=3)l n=5;l c=a;a=b;b=c;lend变量作用域l函数内部定义的变量均为局部变量，如果需要使用全局变量，则应当使用命令global定义，并且在任何使用该全局变量的函数中都应加以定义。l定义全局变量时，变量之间必须用空格分隔，不能以逗号分隔。程序控制结构l顺序结构顺

7、序结构 l循环结构循环结构 l选择结构选择结构l其他流程控制函数其他流程控制函数 顺序结构l顺序结构程序在编译时，按照程序的物理位置顺序执行，这种程序容易编制，但是结构单一，能够实现的功能有限。 x=12;y=6;z=18;sum=x+y+z;sub=x-y-z 将以上程序以文件名sequence.m保存并在命令窗口中输入sequence,并按Enter键确认，输出结果：sum=36sun=-12循环结构lfor 语句语句 for 循环变量 = 表达式1:表达式2：表达式3 执行代码块 end 以表达式1的值为起点，表达式2的值为步长，表达式3的值为终点。 for 语句一定要有end结束标志；

8、 循环语句中要用“；”防止中间结果的输出； 书写时采用锯齿结构以增加可读性；循环结构例 已知当n=100时，求y的值。程序如下：程序如下：y=0;n=100;for i=1:n y=y+1/i/i;endy运行结果如下：运行结果如下：y = 1.6350循环结构l求求mysum=0; for i=1:1:100 mysum=mysum+i; end; mysum循环结构lwhile 语句语句 将相同的代码块执行多次，但是次数并不预先指定，当 while 的条件表达式为真时，执行代码块，直到条件表达式为假。while 语句结构：while 条件表达式 执行代码块end 循环结构mysum=0;i

9、=1; while (i=100) mysum=mysum+i; i=i+1; end mysum 例：求循环结构function output=function3(p,n)num=1;result1=1;tmp1=1;result2=1;tmp2=1;while numA(3)&A(1)+A(3)A(2)&A(2)+A(3)A(1) p=( A(1)+A(2)+A(3)/2; s=sqrt(p*(p-A(1)*(p-A(2)*(p-A(3); disp(s); else disp(不能构成一个三角形。) end运行结果如下：请输入三角形的三条边：6 8 10 24选择结构l当

10、判断包含多个选择时，可以采用当判断包含多个选择时，可以采用elseif 语句，结构为：语句，结构为：if 表达式1 执行代码块1elseif 表达式2 执行代码块2elseif .else 执行代码块endl其中可以包含任意多个其中可以包含任意多个 elseif 语句。语句。 2022年5月10日第35页选择结构l例：输入一个字符，若为大写字母则输出其后继字符，例：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，若为数字字符则输若为小写字母则输出其前导字符，若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。c=input(请

11、输入一个字符请输入一个字符,s);if c=A&c=a&c=0&c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end选择结构lswitch-case-otherwiseswitch 表达式 case 值1 执行代码块1; case 值2 执行代码块2; . case 值n 执行代码块n; otherwise 执行代码块end选择结构例：某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下例：某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下（商品价格用（商品价格用price来表示）：来表示）： price500 没有折扣没有折扣 500 price100

12、0 5折扣折扣 1000 price2500 8折扣折扣 2500 price5000 10折扣折扣 5000 price 14折扣折扣求所销售商品的实际销售价格。求所销售商品的实际销售价格。选择结构price=input(请输入商品价格请输入商品价格:);pricec=fix(price/500)switch c case 0 rate=0; case 1 rate=5/100; case 2 rate=8/100; case 3 rate=8/100; case 4 rate=8/100;case 5 rate=10/100; case 6 rate=10/100; case 7 rate

13、=10/100; case 8 rate=10/100; case 9 rate=10/100; otherwise rate=14/100;endprice=price*(1-rate)其他流程控制函数 continue：continue 语句通常用在循环控制中，用于结束当次循环，继续执行下一次循环，但是不结束当前循环。一般 continue 语句与 if 语句相结合，当满足一定的条件时，执行 continue 语句。break：用于循环控制，中断当前循环。 break 用于跳出当前循环，不再执行该循环的任何操作。return：结束该程序的执行，返回到调用函数或者键盘其他流程控制函数l中断命

14、令中断命令 break例：鸡兔同笼，头有36，脚共100，求鸡兔各多少？i=1;while i if rem(100-i*2,4)=0&(i+(100-i*2)/4)=36 break; end i=i+1;endchicken=irabit=(100-2*i)/4其他流程控制函数lcontinue语句语句function output=function5(x,n)num=1;while num=n x_tmp=rand(1)*x; if x_tmp0.8*x continue; else output(num)=x_tmp; num=num+1; end end其他流程控制函数ltr

15、ycatchend语句语句 trycatch 语句可以包容程序运行中的错误，并返回错误类型try 运行代码块1catch 运行代码块2endlasterr 首先执行语句段1，如果在执行过程中出现错误，则将错误信息赋给lasterr变量，并放弃该段语句，转而执行语句段2中的语句。人机交互语句l echo语句 echo on 打开命令式文件的回应命令； echo off 关闭回应命令； echo file on 使file文件的命令在执行中被显示； echo file off 关闭file文件的命令执行中的回应； echo on all 显示所有执行文件的执行过程； echo off all 关闭

16、所有执行文件的回应显示；人机交互语句l用户输入提示命令用户输入提示命令 input 用来提示用户从键盘输入数据、字符串用来提示用户从键盘输入数据、字符串或表达式，并接收输入值。或表达式，并接收输入值。r=input(How many apples:)How many apples:2r = 2人机交互语句l keyboard 暂停执行程序并等待键盘输入状态，处理完毕后，键入return并回车，程序将继续运行，通常用来对程序调试及在程序中修改变量。l pause pause暂停程序，等待回应； pause(n)等待n秒后继续执行； pause on 显示并执行pause命令； pause off

17、 显示但不执行pause命令。 程序调试l语法错误 发生在程序代码的解释过程中，一般有函数参数输入类型有误或矩阵运算阶数不符等情况。l执行错误 发生在程序运行过程中，出现溢出或死循环等引起，错误与程序有关，较难发现。程序调试l直接调试法直接调试法 l利用调试工具利用调试工具l采用命令行调试程序 l采用调试界面调试程序 直接调试法（1）通过分析后，将可能出错的语句后面的分号（;）删除，将结果显示在命令窗口中，与预期值进行比较；（2）利用函数 disp 显示中间变量的值；（3）在程序中的适当位置添加 keyboard 指令。当 MATLAB 执行至此处时将暂停，等待用户反应。（4）在调试一个单独的函数时，可以将函数改写为脚本文件，此时可以直接对输入参数赋值，然后以脚本方式运行该 M 文件，这样可以保存中间变量，在运行完成后，可以查看中间变量