MATLAB程序设计M文件程序设计基础

第8章MATLAB程序设计M文献概念与基本操作

MATLAB程序控制构造

MATLAB函数文献

MATLAB程序调试第1页8.1M文献8.1.1M文献分类用MATLAB语言编写程序，称为M文献。M文献能够根据调用方式不一样分为两类：命令文献(ScriptFile)和函数文献(FunctionFile)。将MATLAB命令窗口中一行一行输入命令聚集在一种文献中，这样一来要输入这一组命令时，只需输入这一文献名。这种文献称为MATLAB脚本文献，其文献扩展名为.m。第2页例8-1分别建立命令文献和函数文献，将华氏温度f转换为摄氏温度c。程序1：首先建立命令文献并以文献名f2c.m存盘。clear;%清除工作空间中变量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口中输入f2c，将会执行该命令文献，执行情况为：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778第3页程序2：首先建立函数文献f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口调用该函数文献。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)输出情况为：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.1111第4页8.1.2M文献建立与打开1．建立新M文献建立新M文献，启动MATLAB文本编辑器办法：

(1)菜单操作。从MATLAB主窗口File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，屏幕上将出现MATLAB文本编辑器窗口。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令edit，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文献内容并存盘。

(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上NewM-File命令按钮，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文献内容并存盘。第5页2．打开已有M文献

(1)菜单操作。从MATLAB主窗口File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开M文献。在文档窗口能够对打开M文献进行编辑修改，编辑完成后，将M文献存盘。(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit文献名，则打开指定M文献。(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上OpenFile命令按钮，再从弹出对话框中选择所需打开M文献。第6页8.2程序控制构造8.2.1次序构造1．数据输入从键盘输入数据，使用input函数来进行，该函数调用格式：

A=input(提醒信息，选项)；其中提醒信息为一种字符串，提醒顾客输入什么样数据。假如在input函数调用时采取's'选项，则允许顾客输入一种字符串。例如，想输入一种人姓名，可采取命令：xm=input('What''syourname?','s');第7页2．数据输出MATLAB提供命令窗口输出函数主要有disp函数，其调用格式为disp(输出项)其中输出项既能够为字符串，也能够为矩阵。A=‘hello’；disp(A)输出：hello第8页例8-2输入x,y值，并将它们值交换后输出。程序如下：

x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);第9页例8-3求一元二次方程ax2+bx+c=0根。程序如下：a=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))]);第10页3．程序暂停暂停程序执行能够使用pause函数，其调用格式为：

pause(延迟秒数)

假如省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停程序，直到顾客按任一键后程序继续执行。若要强行中断程序运行可使用Ctrl+C命令。第11页8.2.2选择构造1．if语句在MATLAB中，if语句有3种格式。

(1)单分支if语句：

if条件语句组

end

当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行if语句后继语句，若条件不成立，则直接执行if语句后继语句。第12页(2)双分支if语句：

if条件语句组1else

语句组2end

当条件成立时，执行语句组1，不然执行语句组2，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句后继语句。第13页例8-4计算分段函数值。程序如下：x=input('请输入x值:');ifx<=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endY第14页

(3)多分支if语句：

if条件1

语句组1elseif条件2

语句组2……elseif条件m

语句组melse

语句组nend语句用于实现多分支选择构造。第15页例8-5输入一种字符，若为大写字母，则输出其对应小写字母；若为小写字母，则输出其对应大写字母；若为数字字符则输出其对应数值，若为其他字符则原样输出。c=input('请输入一种字符','s');ifc>='A'&c<='Z'disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));elseifc>='a'&c<='z'disp(setstr(abs(c)-abs('a')+abs('A')));elseifc>='0'&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end第16页2．switch语句

switch语句根据体现式取值不一样分别执行不一样语句：

switch体现式

case体现式1

语句组1case体现式2

语句组2……case体现式m

语句组motherwise

语句组nend第17页当体现式值等于体现式1值时，执行语句组1，当体现式值等于体现式2值时，执行语句组2，…，当体现式值等于体现式m值时，执行语句组m，当体现式值不等于case所列体现式值时，执行语句组n。当任意一种分支语句执行完后，直接执行switch语句下一句。第18页例3-6某商场对顾客所购买商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表达)：

price<200没有折扣

200≤price<5003%折扣

500≤price<10005%折扣

1000≤price<25008%折扣

2500≤price<500010%折扣

5000≤price14%折扣输入所售商品价格，求其实际销售价格。第19页程序如下：price=input('请输入商品价格');switchfix(price/100)case{0,1}%价格不大于200rate=0;case{2,3,4}%价格大于等于200但不大于500rate=3/100;casenum2cell(5:9)%价格大于等于500但不大于1000rate=5/100;casenum2cell(10:24)%价格大于等于1000但不大于2500rate=8/100;casenum2cell(25:49)%价格大于等于2500但不大于5000rate=10/100;otherwise%价格大于等于5000rate=14/100;endprice=price*(1-rate)%输出商品实际销售价格第20页3．try语句语句格式为：try

语句组1catch

语句组2endtry语句先试探性执行语句组1，假如语句组1在执行过程中出现错误，则将错误信息赋给保存lasterr变量，并转去执行语句组2。第21页例8-7矩阵乘法运算要求两矩阵维数相容，不然会犯错。先求两矩阵乘积，若犯错，则自动转去求两矩阵点乘。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%显示犯错原因第22页8.2.3循环构造1．for语句for语句格式为：for循环变量=体现式1:体现式2:体现式3

循环体语句

end其中体现式1值为循环变量初值，体现式2值为步长，体现式3值为循环变量终值。步长为1时，体现式2能够省略。第23页例8-8一种三位整数各位数字立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出所有水仙花数。程序如下：form=100:999m1=fix(m/100);%求m百位数字m2=rem(fix(m/10),10);%求m十位数字m3=rem(m,10);%求m个位数字ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend第24页例8-9已知，当n=100时，求y值。程序如下：y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy第25页在实际MATLAB编程中，采用循环语句会降低其执行速度，因此前面程序通常由下面程序来代替：n=100;i=1:2:2*n-1;y=sum(1./i);y第26页for语句更一般格式为：

for循环变量=矩阵体现式循环体语句

end

执行过程是依次将矩阵各列元素赋给循环变量，然后执行循环体语句，直至各列元素处理完成。第27页例8-10写出下列程序执行成果。

s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=as=s+k;enddisp(s');第28页2．while语句

while语句一般格式为：

while(条件)

循环体语句

end

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，假如不成立则跳出循环。第29页例8-11从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数平均值和它们之和。程序如下：sum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber(endin0):');while(val~=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input('Enteranumber(endin0):');endif(cnt>0)summean=sum/cntend第30页3．break语句和continue语句与循环构造有关语句尚有break语句和continue语句。它们一般与if语句配合使用。break语句用于终止循环执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句下一语句。continue语句控制跳过循环体中某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下语句，继续下一次循环。第31页例8-12求[100，200]之间第一种能被21整除整数。程序如下：forn=100:200ifrem(n,21)~=0continueendbreakendn第32页4．循环嵌套假如一种循环构造循环体又包括一种循环构造，就称为循环嵌套，或称为多重循环构造。例3-13求[1,500]之间所有完数。form=1:500s=0;fork=1:m/2ifrem(m,k)==0s=s+k;endendifm==sdisp(m);endend第33页8.3函数文献8.3.1函数文献基本构造函数文献由function语句引导，其基本构造为：

function输出形参表=函数名(输入形参表)

注释说明部分函数体语句其中以function开头一行为引导行，表达该M文献是一种函数文献。函数名命名规则与变量名相同。输入形参为函数输入参数，输出形参为函数输出参数。当输出形参多于一种时，则应当用方括号括起来。第34页例8-14编写函数文献求半径为r圆面积和周长。函数文献如下：function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculatetheareaandperimeterofacircleofradiir%r圆半径%s圆面积%p圆周长%2023年10月15日编s=pi*r*r;p=2*pi*r;第35页8.3.2函数调用函数调用一般格式是：

[输出实参表]=函数名(输入实参表)

要注意是，函数调用时各实参出现次序、个数，应与函数定义时形参次序、个数一致，不然会犯错。函数调用时，先将实参传递给对应形参，从而实现参数传递，然后再执行函数功能。第36页例8-15利用函数文献，实现直角坐标(x,y)与极坐标(ρ,θ)之间转换。函数文献tran.m：function[rho,theta]=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);

调用tran.m命令文献main1.m：x=input('Pleaseinputx=:');y=input('Pleaseinputy=:');[rho,the]=tran(x,y);rhothe第37页MATLAB中，函数能够嵌套调用，即一种函数能够调用别函数，甚至调用它本身。一种函数调用它本身称为函数递归调用。例3-16利用函数递归调用，求n！。递归调用函数文献factor.m如下：functionf=factor(n)ifn<=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;%递归调用求(n-1)!end第38页8.3.3函数参数可调性在调用函数时，MATLAB用两个永久变量nargin和nargout分别统计调用该函数时输入实参和输出实参个数。只要在函数文献中包括这两个变量，就能够精确地懂得该函数文献被调用时输入输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。第39页例8-17nargin使用方法示例。函数文献examp.m：functionfout=charray(a,b,c)ifnargin==1fout=a;elseifnargin==2fout=a+b;elseifnargin==3fout=(a*b*c)/2;end

命令文献mydemo.m：x=[1:3];y=[1;2;3];examp(x)examp(x,y')examp(x,y,3)第40页8.3.4全局变量与局部变量全局变量：假如若干个函数(一般还包括基本工作空间)都将某个特定变量名称定义为全局变量，那么这些函数都能够使用该变量。在Matlab中，定义全局变量语句为“global”。假如这些函数中任意一种对该变量进行了赋值运算，那么在别函数中，这个赋值运算成果同样会起作用。第41页例3-18全局变量应用示例。先建立函数文献wadd.m，该函数将输入参数加权相加。functionf=wadd(x,y)globalALPHABETAf=ALPHA*x+BETA*y;

在命令窗口中输入：globalALPHABETAALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2)第42页3.4程序举例例8-19猜数游戏。首先由计算机产生[1,100]之间随机整数，然后由顾客猜想所产生随机数。根据顾客猜想情况给出不一样提醒，如猜想数大于产生数，则显示“High”，不大于则显示“