函数与程序的调试.ppt

1、本讲教学目标 掌握函数文件的基本结构 掌握Matlab函数的调用方法 了解函数参数的可调性 掌握函数的句柄和常用的程序调试方法 了解各种不同类型的函数,11.1 函数 11.1.1 函数文件基本结构 由function语句引导，其基本结构为： 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 函数名的命名规则与变量名相同。 输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。 当输出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。,例1：编写函数文件求半径为 r 的圆的面积和周长。 函数文件如下： % calculate the area and perimeter of a

2、 circle of radii r function s,p=fcircle(r) % r 圆半径, s 圆面积, p 圆周长 s=pi*r*r; p=2*pi*r;,11.1.2 函数调用 函数调用的一般格式是： 输出实参表=函数名(输入实参表) 注意：函数调用时各实参出现的顺序和个数，应与函数定义时形参的顺序和个数一致，否则会出错。 函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。 在MATLAB中，函数可以嵌套调用，即函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为递归调用。,例2：利用函数文件，实现直角坐标(x, y)与极坐标(rho, th

3、eta)之间的转换。 函数文件tran.m： function rho,theta=tran(x,y) rho=sqrt(x*x+y*y); theta=atan(y/x); 调用tran.m的命令文件main1.m： x=input(Please input x=:); y=input(Please input y=:); rho,the=tran(x,y),例3：利用函数的递归调用，求n!。 递归调用函数文件factor.m如下： function f=factor(n) if n=1 f=1; else f=factor(n-1)*n; %递归调用求(n-1)! end n!本身就是以递

4、归的形式定义的，即求n!需要求(n-1)!，这时可采用递归调用。,11.1.3 函数参数的可调性 函数 nargin 和函数 nargout 分别用于确定函数的输入输出参数个数。 函数 nargin 和函数 nargout 允许函数接收或返回任意数目的参数。 只要在函数文件中包含这两个函数，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。,例4：nargin用法示例。 函数文件examp.m： function fout=charray(a,b,c) if nargin=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nar

5、gin=3 fout=(a*b*c)/2; end,命令文件my.m： x=1:3; y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3),11.1.4 函数句柄 函数句柄可以实现对函数的间接操作，可以通过将函数句柄传递给其他函数实现对函数的操作，也可以将函数句柄保存在变量中，留待以后调用操作。 函数句柄的创建格式如下： fhandle=functionname 其中fhandle为创建的函数functionname的函数句柄。,若要保存函数句柄，可以使用单元数组，如下： trigFun = sin, cos, tan; 通过函数句柄实现对函数的间接调用，其调用格

6、式与直接调用函数的格式相同： fhandle(arg1, arg2, ., argn) 其中 fhandle 为函数句柄。 例5：函数句柄操作。 trigFun = sin, cos, tan; plot(trigFun2(-pi:0.01:pi),函数句柄的操作,11.1.5 匿名函数 匿名函数提供了一种创建简单程序的方法，可以使用户不必每次都编写M文件，可以在命令窗口或其他任意 M 文件和脚本文件中使用。 格式为： fhandle = (arglist) expr 其中fhandle为该函数创建的函数句柄； 符号用于创建函数句柄；arglist为用逗号分隔的参数列表；expr为函数主体，一

7、般为表达式。,11.1.6 主函数 通常M文件中的第一个函数为主函数，主函数之后可以是任意数量的子函数，它们可以作为主程序的子程序。 一般来说，主函数可被该文件之外的其他函数调用，而子函数只能被该文件内的函数调用。 在命令窗口或M文件种只能调用主函数，调用的时候是通过存储该函数的M文件名进行。,11.1.7 子函数 与其他语言一样，在MATLAB 7语言中也可以很方便地定义子函数，用来扩充函数的功能。 在函数文件中题头定义的函数为主函数，而在函数体内定义的其他函数都被视为子函数。每个子函数以函数定义语句开头，直至下一个函数的定义或文件的结尾。 子函数只能为主函数或同一主函数下的其他子函数所使用

8、。,11.1.8 嵌套函数 一个函数内部可以定义其他的函数，这种内部的函数称作嵌套函数。 定义嵌套函数时，只要在一个函数内部直接定义嵌套函数即可。 注意：当一个 M文件中存在嵌套函数时，该文件内的所有函数必须以 end 结尾。,例6：嵌套函数的结构 function x = A(p1, p2) . function y = B(p3) . end . end 每个函数中可以嵌套多个函数。,11.1.9 私有函数 这类函数位于名为“private”的子文件夹中，只能被上一级文件夹中的函数或者这些函数所调用的 M 文件调用。 如当前文件夹为math，其中包含private文件夹，则 private

9、 中的函数只能被 math 根目录下的函数及这些函数调用的M文件调用。 用户可开发自己的函数库，其名称可以与系统标准 M函数库名称相同，而不必担心在函数调用时发生冲突，因为 MATLAB 首先查找私有函数，再查找标准函数。,11.1.10 重载函数 函数重载为程序编写和用户调用都提供了很大的方便。 函数重载允许多个函数使用相同的函数名，不同的输入参数类型。 在函数调用时，系统根据输入参数的情况自动选择相应的函数执行。,11.2 程序的调试和优化 11.2.1 程序的调试 程序的错误种类 错误的识别和程序调试 11.2.2 程序的优化 程序优劣的分析 程序优化的技巧 有效地使用内存,11.2.1 程序的调试 程序的错误种类 在MATLAB的表达式中存在两种类型的错误： (1) 语法错误 语法错误发生在M文件程序代