matlab编程入门基础

数学实验Matlab

编程入门(一)Matlab

编程入门

Matlab

作为一种广泛应用于科学计算的工具软件，不仅具有强大的数值计算能力和丰富的绘图功能，同时也可以与C、FORTRAN等高级语言一样进行程序设计利用Matlab

的程序控制功能，将相关Matlab

命令编成程序存储在一个文件中（M文件），然后在命令窗口中运行该文件，Matlab

就会自动依次执行文件中的命令，直到全部命令执行完毕在Matlab

程序设计中，要充分利用Matlab

数据结构的特点，提高编程效率

Matlab

编程简介

M文件介绍主要内容

Matlab

编程基础算术运算、关系运算、逻辑运算控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构用Matlab

语言编写的程序称为M文件

M文件以.m

为扩展名M文件是由若干Matlab

命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实现某种算法

M文件分类（根据调用方式的不同）

Script：脚本文件/命令文件

Function：函数文件M文件

M文件介绍可以直接运行的M文件

M文件的创建的与编辑

M文件是文本文件，可以用任何文本编辑器来建立和编辑，通常使用Matlab

自带的M文件编辑器M文件新建一个M文件菜单操作(FileNewM-File

)命令操作(editM文件名)命令按钮(快捷键)打开已有的M文件菜单操作

(FileOpen

)命令操作(editM文件名)命令按钮

(快捷键)双击M文件在命令窗口中输入fcs，即可执行该M文件例：编写M文件，将华氏温度转化为摄氏温度：编程示例clear;%清除当前工作空间中的所有变量f=input('InputFahrenheittemperature:');c=5*(f-32)/9;fprintf('Thecentigradetemperatureis%g\n',c);新建一个M文件

fcs.m，内容如下：

M文件运行所产生的变量都驻留在Matlab

当前工作空间百分号是注释符

M文件必须在当前工作目录下或已存的搜索路径下才能运行

M文件介绍主要内容

Matlab

编程基础算术运算、关系运算、逻辑运算控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构关系运算<小于<=小于等于>大于>=大于等于==等于~=不等于比较大小，如果结论是真则返回1，否则返回0注意=

=与=

的区别关系操作符可以比较两个同样大小的数组，或用来比较一个数组和一个标量，在后一种情况，标量和数组中的每一个元素相比较，比较结果与数组大小一样关系运算符例：关系运算举例>>

2+2==4>>

2>3>>

A=[135;206];>>

B=[310;246];>>

A>=B>>

x=[50;42];>>

x<4&与(ElementwiseAND)|或(ElementwiseOR)~非xor(x,y)异或逻辑运算逻辑运算符&&与(Short-circuitAND)||或(Short-circuitOR)A

&

B

等价于and(A,B)A

|

B

等价于or(A,B)

~

A

等价于not(A)逻辑运算逻辑运算符Matlab中的逻辑运算"&&"与"&"，"||"与"|"的区别如下：A&B（1）首先判断A的逻辑值，然后判断B的值，然后进行逻辑与的计算。（2）A和B可以为矩阵（e.g.A=[10],B=[00]）。A&&B（1）首先判断A的逻辑值，如果A的值为假，就可以判断整个表达式的值为假，就不需要再判断B的值。（2）A和B不能是矩阵，只能是标量。"|"与“||”同理。逻辑运算逻辑运算符A&&B首先判断A的逻辑值，如果A的值为假，就可以判断整个表达式的值为假，就不需要再判断B的值。这种用法非常有用，如果A是一个计算量较小的函数，B是一个计算量较大的函数，那么首先判断A对减少计算量是有好处的。另外这也可以防止类似被0除的错误：

flag=denum~=0&&num/denum>10ifflag

%DoSomething

end

上面的表达式就可以防止denum等于0的情况。当然，如果你希望在判断的时候，对A和B表达式都进行计算，就应该使用标准的&或者|。Matlab中的if和while语句中的逻辑与和逻辑或都是默认使用short-circuit形式。

逻辑运算逻辑运算符ifflag=denum~=0&&num/denum>10

%DoSomething

end

与

ifflag=denum~=0&num/denum>10

%DoSomething

end

执行的结果一样

运算对象与或非异或ABA&BA|B~AXor(A,B)000010010111100101111100逻辑运算表在Matlab

中，0表示“假”，非零表示“真”all(x)

如果向量X

中所有元素都非零，则返回1，

否则返回0若x

为矩阵，则any

和all

按列运算，返回一个0-1向量逻辑运算相关函数any(x)如果向量X

中存在非零元素，则返回1，

否则返回0isfinite(x)若x

为有限值，返回真值1isinf(x)若x

为无穷大，返回真值1isnan(x)若x

为不定值，返回真值1isreal(x)若x

无虚部，返回真值1isstr(x)若x

为一个字符串，返回真值1isempty(x)若x

为空，返回真值1一些测试函数>>

isfinite(5)>>

isinf(5)括号幂，点幂正号，负号，逻辑非乘，除，点乘，点除加，减冒号运算关系运算&|&&||运算优先级高低

M文件介绍主要内容

Matlab

编程基础算术运算、关系运算、逻辑运算控制结构：顺序结构：数据输入输出（input、disp、fprintf

等）选择结构：if语句、switch语句循环结构：for循环、while循环程序控制结构有三种：

顺序结构、选择结构和循环结构

任何复杂的程序都由这三种基本结构组成M文件控制流按排列顺序依次执行各条语句，直到程序的最后这是最简单的一种程序结构，一般涉及数据的输入输出、数据的计算或处理等顺序结构例：A=input('PleaseinputA:')数据的输入：inputA=input(提示信息)其中提示信息为字符串，该命令要求用户输入A

的值(可以是数或字符串)inputname=input('What''syourname?')例：

输入字符串时必须带单引号单引号的输出disp(X)输出变量X

的值，X可以是数值矩阵或字符串一次只能输出一个变量>>

B=[123;456;789];>>

disp(B)disp数据的输出：disp>>

A='Hello,Tom!';>>

disp(A)例：fprintffprintf(fid,format,variables)数据的格式化输出：fprintf按指定的格式将变量的值输出到屏幕或指定的文件

fid

为文件句柄，若缺省，则输出到屏幕上

format

用来指定数据输出时采用的格式，包含：

普通字符串、格式字符串、转义字符%d(整数

)%e(实数：科学计数法形式

)%f(实数：小数形式)%g(由系统自动选取上述两种格式之一)

%s(输出字符串)

\n

(换行)

\t

(制表符)

\b

(退格)

\\

(反斜杆)

%%

(百分号)fprintf>>

a='Hello';>>

b=2.4;>>

c=100*pi;>>

fprintf('a=%s,b=%f,c=%e\n',a,b,c)例：

format

中的格式字符串要与输出变量一一对应

可以没有输出变量>>

fprintf('

TodayisMonday\n')例：pause

暂停：pausepause或

pause(n)若想强行终止正常运行的程序，可以使用Ctrl+c其中n

是暂停的时间，以秒为单位若缺省，则将暂停程序，直到用户按任意键后继续

pauseoff

屏蔽程序中所有pause的作用

pauseon

打开pause的作用选择结构是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。Matlab

用于实现选择结构的语句有if

语句和switch

语句。选择结构单分支结构ifexpr（条件）

语句组Aendif条件语句ifexpr（条件）

语句组Aelse

语句组Bend双分支结构ifexpr1（条件1）

语句组Aelseif

expr2（条件2）

语句组B......

elseif

exprm（条件m）

语句组melse

语句组end多分支结构if条件语句根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句switchexpr（表达式）casevalue1（表达式1）

语句组1casevalue2（表达式2）

语句组2......casevaluem（表达式m）

语句组motherwise

语句组endswitch语句

Matlab

首先计算expression的值，然后将它依次与各个case指令后的检测值进行比较，当比较结果为真时，就执行相应的语句组，然后跳出switch结构

switch后面的表达式expression的值可以是一个标量或字符串switch语句

otherwise指令可以不出现如果所有的比较结果都为假，则执行otherwise后面的语句组，然后跳出switch结构关于switch语句的几点注解：选择结构的语法格式与C语言对照MATLAB:ifa==bifc~=d

matlab=c;else

matlab=~c;

pascal=matlab;endendC:if(a==b){if(c!=d)

matlab=c;else{

matalb=!c;

pascal=matlab;}}MATLAB:

C:switch表达式（标量或字符串）switch表达式（标量或字符串)）case常量表达式１｛case常量表达式１：

语句１

语句１；break；

case常量表达式2

case常量表达式2：

语句2语句２；break；

……

otherwise/defaultdefault：语句n

语句n｝end选择结构的语法格式与C语言对照循环结构是按照给定的条件，重复执行指定的语句。Matlab

用于实现循环结构的语句有for语句和while语句循环结构forvar

=

expr

循环体end循环变量

表达式expr

可以是行向量，也可以是矩阵for循环clear;y=0;n=100;fork=1:n

y=y+1/(2*k-1);end例：已知，当n=100时，求y的值循环语句可以嵌套使用while循环whileexpr（条件）

循环体end不能在for循环体内改变循环变量的值为了提高代码的运行效率，应尽可能提高代码的向量化程度，避免

for循环的使用如果预先就知道循环的次数，则可以采用for循环；否则，如果预先无法确定循环的次数，则可以使用while循环。循环结构的语法格式与C语言对照

MatlabCwhilea==b

while(a==b)

c=c+1;

{c+=1;}end

while循环的格式为：

for循环的格式为：

MatlabCfori＝1:2:100for（i=1;i<=100;i=i+2）c(i)=c(i)+1;{endc(i)=c(i)+1;

}MATLAB中循环变量的步长缺省值是１。步长可以在正实数或负实数范围内任意指定，循环变量的值大于（步长为负数时小于）终止值时，循环结束。

循环结构的语法格式与C语言对照

break

和

continue

break

语句用于终止循环的执行，即跳出最内层循环

continue

语句用于结束本次循环，进行下一次循环

break

和continue

一般与if

语句配合使用其它流控制语句

return

return

语句用于退出正在运行的脚本或函数，通常用在函数文件中编程示例

数论中的一个有趣问题：3n+1

问题：任取一个正整数，如果是偶数，用2除，如果是奇数，用3乘再加1，反复这个过程，直到所得到的数为1。问：是否存在使该过程永不中止的整数？

例：while

1

n=input('Pleaseentern(nonpositivequit):');

if

n<=0,

break;end

nt=n;

while

n>1

if

rem(n,2)==0

n=n/2;

else

n=3*n+1;

end

fprintf('\nn=%d',n);