matla M文件程序设计基础

第八章M文献程序设计基础

计算机及信息工程学院第1页8.1M文献

M文献是由MATLAB命令或函数组成文本文献，以.m为扩展名。M文献有两种形式：命令文献（Script）函数文献（Function）8.1.1命令文献命令文献没有输入输出参数，是最简单M文献。变量为工作区变量。第2页【例8-1】建立命令文献，绘制花瓣图。在编辑器中编辑命令，绘制花瓣图：%绘制花瓣图theta=-pi:0.01:pi;rho(1,:)=2*sin(5*theta).^2;rho(2,:)=cos(10*theta).^3;rho(3,:)=sin(theta).^2;rho(4,:)=5*cos(3.5*theta).^3;fork=1:4subplot(2,2,k)%循环控制

polar(theta,rho(k,:))%绘制极坐标图end第3页8.1.2函数文献函数文献能够介绍输入参数和返回输出参数，函数在自己工作空间中操作局部变量。MATLAB函数文献有下列部分组成：函数定义行H1行帮助文本第一行，以“％”开始帮助文本函数体注释第4页【例8-2】生成矢量，并调用average函数。在编辑器中比较下列代码：functiony=average(x)%AVERAGEMeanofvectorelements.%AVERAGE(X),whereXisavector,isthemeanofvectorelements.%Non-vectorinputresultsinanerror.[m,n]=size(x);if(~((m==1)|(n==1))|(m==1&n==1))error('Inputmustbeavector')end第5页y=sum(x)/length(x);%Actualcomputation将上面代码保存在文献名为average.m文献中。在命令窗口生成矢量，并调用average函数。>>z=1:99;>>average(z)第6页8.1.3局部变量和全局变量用关键字global定义全局变量。8.2数据及数据文献8.2.1数据类型8.2.2数据文献MATLAB允许介绍数据文献能够分为下列几类：以.mat为扩展名二进制数据文献。由save和load命令直接存取。以.txt、.dat等为扩展名ASCⅡ码数据文献。用load或save命令读入或存放。第7页以.bmp、jpg、tif等为扩展名图形文献。使用imread和imwrite命令读入和存放。以.wav为扩展名声音文献。使用waveread和wavwrite命令读入和存放。8.2.3数据输入向导8.2.4数据输入和输出第8页8.3程序流程控制

8.3.1循环语句MATLAB提供了两种循环方式：for-end循环和while-end循环。1、for循环for循环一般形式为：

forv=体现式语句体

endfor和end必须配对使用。第9页【例8-3】简单for循环示例。n=10;fori=1:nx(i)=(i+1).^2;endxx=49162536496481100121for循环能够嵌套，但需要注意是，在相同中每一种for都必须与end相匹配。第10页【例8-4】for循环嵌套。m=3;n=4;fori=1:mforj=1:na(i,j)=1/(i+j-1);endendformatrataa=11/21/31/41/21/31/41/51/31/41/51/6

第11页【例8-5】利用非1步长for循环，产生0~20以内偶数。fori=0:2:20a(i/2+1)=i;endaa=061218281420410161/6

第12页2、while循环while循环一般体现式是：

while体现式语句体

endwhile与end必须配对第13页【例8-6】利用while循环，求解使n！达成100位数第一种n是多少？。n=1;whileprod(1:n)<1e100n=n+1;endnn=70

第14页

8.3.2条件语句1、if-end语句

if-end语句是最简单条件语句，其一般形式为：

if体现式语句体

end第15页2、if-else-end语句if-else-end语句在if和end之间增加一种else选择，其一般形式为：if体现式语句体1；else

语句体2；end第16页【例8-7】应用if-else-end条件语句，判断学生是否通过学业。if((attendance>=0.90)&(grade>=60))%判断出席率和成绩

pass=1;%满足条件为通过elsefail=1;%不然为不通过end;第17页3、if-elseif-end语句在else子句中嵌套if语句，组成elseif构造，其一般形式为：if体现式1

语句体1；elseif体现式2

语句体2；

else

语句体3；end第18页【例8-8】用色彩辨别数据点范围。n=100;x=1:n;y=randn(1,n);%建立100个元素随机行矢量holdonfori=1:nify(i)<-1plot(x(i),y(i),'*g')%不大于-1点用绿色*标出

elseify(i)>=-1&y(i)<=1

第19页plot(x(i),y(i),'ob')%在-1与1之间点用兰色o标出

elseify(i)>=1plot(x(i),y(i),'xr')%大于1点用红色x标出

endendholdoff第20页8.3.3分支语句分支语句为switch-case-end,其一般形式为：.switch多半是（数值或字符串）case数值或字符串1

语句体1：case数值或字符串2

语句体2：…otherwise语句体n；end第21页【例8-9】使用switch-case-end语句，检查输入数据值。switchinput_numcase-1disp('negativeone');%当input_num=-1时显示

case0disp('zero');%当input_num=0时显示

case1disp('positiveone');%当input_num=1时显示

otherwisedisp('othervalue');%当input_num等于其他值时显示end第22页8.3.4检测语句检测语句try-catch主要用于检测错误并变化流程，其一般形式为：try

语句体1catch

语句体2end使用lasterr函数查询最后错误信息，但查询成果为空字符串时表达语句体1成功执行。第23页【例8-10】使用try-catch语句，判断错误语句。n=4;a=magic(3) %设置3×3矩阵atrya_n=a(n,:), %取a第n行元素catcha_end=a(end,:), %假如取a第n行犯错，则改取a最后一行endlasterr %显示犯错原因第24页a=816357492a_end=492ans=Indexexceedsmatrixdimensions.第25页8.3.5其他流程控制语句1、continue语句

continue语句用于在for循环和while循环中跳过某些执行语句。在for循环和while循环中，假如出现continue语句，则跳过循环体中所有剩下语句，继续下一次循环，在嵌套循环中，continue控制执行本嵌套中下一次循环。第26页【例8-11】使用continue语句，显示文献行数。fid=fopen('magic.m','r');%打开magic.m文献count=0;%计数器置零while~feof(fid)%while循环判断条件：是否文献末尾

line=fgetl(fid);%从文献中读行

ifisempty(line)|strncmp(line,'%',1)%判断是否为空行或注释行

continue%假如是空行或注释行继续下一次循环

endcount=count+1;第27页%假如不是空行或注释行计数器加1enddisp(sprintf('%dlines',count));%显示剔除后行数25lines第28页2、break语句

break语句用于终止for循环和while循环执行。【例8-12】break语句使用方法。fid=fopen('dft.m','r');%打开fft.m文献s='';%创建空字符数组while~feof(fid)%while循环判断条件：是否文献末尾

line=fgetl(fid);%从文献中读行

ifisempty(line)%假如是空行

break%退出循环

end

第29页s=strvcat(s,line);%假如不是空行，将该行写入字符数组enddisp(s)%显示字符数组成果3、return语句return语句用于终止目前命令序列，并返回到调用函数或键盘，也用于终止keyboard方式。第30页8.4程序调试与优化借助于程序调试器（Debugger）。8.4.1程序直接调试法8.4.2调试器使用8.4.3程序设计优化1、以矩阵运算替代循环运算2、数据预定义3、内存管理第31页表8-4MATLAB语言内存管理函数函数名说明clear从内存中清除所有变量及函数pack重新分派内存quit退出MATLAB环境，释放所有内存save把指定变量存放至磁盘load从磁盘中调出指定变量第32页8.4.4M文献调用统计1、profile函数实现M文献调用统计函数为profile，其调用格式为：profileon开始统计M文献调用，并清除一起统计。profileon–detaillevel按函数指定level开始统计M文献调用，饼清除一起统计。profileon–history统计确定序列函数调用。profileoff中断M文献调用统计。第33页profileresume重新开始M文献调用统计，并保存本来统计。profileclear清除M文献调用统计。profilereport中断M文献调用统计，并将统计以html格式输出。profilereportbasename中断M文献调用统计，并将统计保存至目前目录下basename文献中。profileplot中断M文献调用统计，并将成果以条状图绘图。s=profile(‘status’)形式目前调用状态。stats＝profile(‘info’)中断并返回统计成果。第34页2、调用统计成果显示下面以求解微分方程为例，介绍调用统计使用办法：【例8-16】调用统计应用实例。profileon-detailbuiltin-history[t,y]=ode23(@vdp1,[020],[20]);profilereportode_reportprofileplot第35页8.5函数句柄函数句柄是MATLAB6所特有一种语言，用于在使用函数过程中保存函数有关信息，尤其是有关函数执行信息。它主要有下列长处：实现函数间互相调用；取得函数加载所有方式；拓宽子函数以及局部函数使用范围；提供函数调用过程中可靠性；减少程序设