第2章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用1第第 2 2 章章 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與分析研究所現(xiàn)代設(shè)計(jì)與分析研究所王王 雷雷2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用2本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容l2.1 MATLAB 語(yǔ)言基礎(chǔ)語(yǔ)言基礎(chǔ)l2.2 MATLAB 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算基本數(shù)學(xué)運(yùn)算l2.3 MATLAB 語(yǔ)言流程控制語(yǔ)言流程控制l2.4 MATLAB 函數(shù)的編寫(xiě)函數(shù)的編寫(xiě)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用32.1 MATLAB 語(yǔ)言基礎(chǔ)語(yǔ)言基礎(chǔ)lMATLAB 語(yǔ)言的變量名規(guī)則語(yǔ)言的變量名規(guī)則 由一個(gè)字母引導(dǎo)，后面可以為其他字符 區(qū)分大小寫(xiě) Ab

2、c ABc 有效 MYvar12, MY_Var12 和 MyVar12_ 錯(cuò)誤的變量名 12MyVar, _MyVar12 l MATLAB 的保留常量的保留常量 eps, i, j, pi, Inf, NaN lastwarn, lasterr 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用4數(shù)值型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)值型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l雙精度數(shù)值變量雙精度數(shù)值變量 IEEE標(biāo)準(zhǔn)，64位 (8字節(jié))，11指數(shù)位，53數(shù)值位和一個(gè)符號(hào)位 double() 函數(shù)的轉(zhuǎn)換l其他數(shù)據(jù)類(lèi)型其他數(shù)據(jù)類(lèi)型 uint8，常用于圖像表示和處理，8位 int8(), int16(), int32(),uint16(),

3、uint32()2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用5符號(hào)型變量數(shù)據(jù)類(lèi)型符號(hào)型變量數(shù)據(jù)類(lèi)型l符號(hào)型，符號(hào)型，sym(A), 常用于公式推導(dǎo)常用于公式推導(dǎo) 變量聲明 采用變精度函數(shù)求值【例【例2-1】求出】求出 p p 的的 300 位有效數(shù)字位有效數(shù)字2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用6MATLAB 支持的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l字符串型數(shù)據(jù)：用單引號(hào)括起來(lái)字符串型數(shù)據(jù)：用單引號(hào)括起來(lái) l多維數(shù)組：是矩陣的直接擴(kuò)展，多個(gè)下標(biāo)多維數(shù)組：是矩陣的直接擴(kuò)展，多個(gè)下標(biāo)l單元數(shù)組：將不同類(lèi)型數(shù)據(jù)集成到一個(gè)變量名單元數(shù)組：將不同類(lèi)型數(shù)據(jù)集成到一個(gè)變量名下面，用下面

4、，用 表示（細(xì)胞型）表示（細(xì)胞型）l結(jié)構(gòu)體：結(jié)構(gòu)體：A.b， 引用也用引用也用 A.b，不是，不是A-bl類(lèi)與對(duì)象：可以定義重載函數(shù)類(lèi)與對(duì)象：可以定義重載函數(shù)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用7MATLAB 的基本語(yǔ)句結(jié)構(gòu)的基本語(yǔ)句結(jié)構(gòu)l直接賦值語(yǔ)句直接賦值語(yǔ)句【例【例2-2】表示矩陣】表示矩陣2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用8l函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句l冒號(hào)表達(dá)式冒號(hào)表達(dá)式2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用9【例2-3】 用不同的步距生成 (0,p) 間向量2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用10lLinspace(a,

5、b,n)l【例2-4】 0到pi的50個(gè)等間距點(diǎn)l T=linspace(0,pi,50) 相當(dāng)于0:pi/49:pi2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用11子矩陣提取子矩陣提取l基本語(yǔ)句格式基本語(yǔ)句格式l【例【例2-5】子矩陣提取】子矩陣提取 提取 A 矩陣全部奇數(shù)行，所有列 提取 A 矩陣 3,2,1 行、2,3,4 列構(gòu)成子矩陣 將 A 矩陣左右翻轉(zhuǎn)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用12l例子例子exstring.m字符串?dāng)?shù)據(jù)類(lèi)型xibao.m單元數(shù)組（細(xì)胞）jiegou.m結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用132.2 2.2

6、 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算基本數(shù)學(xué)運(yùn)算l2.2.1 代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算l2.2.2 邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算l2.2.3 比較運(yùn)算比較運(yùn)算l2.2.4 解析結(jié)果的化簡(jiǎn)與變換解析結(jié)果的化簡(jiǎn)與變換l2.2.5 基本數(shù)論運(yùn)算基本數(shù)論運(yùn)算2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用14矩陣的代數(shù)運(yùn)算矩陣的代數(shù)運(yùn)算l矩陣轉(zhuǎn)置矩陣轉(zhuǎn)置 數(shù)學(xué)表示 MATLAB 求解 BA2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用15l矩陣加減法矩陣加減法 注意其一為標(biāo)量的情形l矩陣乘法矩陣乘法 數(shù)學(xué)表示 MATLAB 表示 注意相容性 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用16l矩陣除法矩陣除法 矩陣左除：AX

7、= B，求 X MATLAB 求解：X=AB A不是方陣，求最小二乘解 矩陣右除：XA = B，求 X MATLAB求解：X=B/A A不是方陣，求最小二乘解 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用17l矩陣除法矩陣除法l求解方程組求解方程組lMATLAB求解求解 A=8 1 6;3 5 7;4 9 2;l B=7.5 4 12; x=AB123123123867.5357449212xxxxxxxxx1238167.5357449212xxx 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用18l矩陣翻轉(zhuǎn)矩陣翻轉(zhuǎn) 左右翻轉(zhuǎn) 上下翻轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn) 90ol矩陣乘方矩陣乘方 A 為方

8、陣，求 MATLAB 實(shí)現(xiàn)： 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用19l點(diǎn)運(yùn)算點(diǎn)運(yùn)算 矩陣對(duì)應(yīng)元素的直接運(yùn)算 例如2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用20矩陣的邏輯運(yùn)算矩陣的邏輯運(yùn)算l邏輯運(yùn)算（相應(yīng)元素間的運(yùn)算）邏輯運(yùn)算（相應(yīng)元素間的運(yùn)算） 與運(yùn)算 或運(yùn)算 非運(yùn)算 異或運(yùn)算 2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用21矩陣的比較運(yùn)算矩陣的比較運(yùn)算l各種允許的比較關(guān)系各種允許的比較關(guān)系 , =, , tic, s=0; for i=1:100000, s=s+1/2i+1/3i; end toc2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用31轉(zhuǎn)

9、移結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用322022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用33【例2-15】用循環(huán)求解 求最大的 m2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用342.3.3 開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時(shí)49分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用352022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用36和和 C C 語(yǔ)言的區(qū)別語(yǔ)言的區(qū)別l當(dāng)開(kāi)關(guān)表達(dá)式的值等于某表達(dá)式，執(zhí)行該語(yǔ)句當(dāng)開(kāi)關(guān)表達(dá)式的值等于某表達(dá)式，執(zhí)行該語(yǔ)句后結(jié)束該結(jié)構(gòu)，不用后結(jié)束該結(jié)構(gòu)，不用 breakl同時(shí)滿足若干個(gè)條件之一，則用單元結(jié)構(gòu)同時(shí)滿足若干個(gè)條件之一，則用單元結(jié)構(gòu)l

10、otherwise 語(yǔ)句，不是語(yǔ)句，不是 defaultl程序的執(zhí)行結(jié)果和各個(gè)程序的執(zhí)行結(jié)果和各個(gè)case順序無(wú)關(guān)順序無(wú)關(guān)lcase 語(yǔ)句中條件不能重復(fù)，否則列在后面的語(yǔ)句中條件不能重復(fù)，否則列在后面的條件將不能執(zhí)行條件將不能執(zhí)行2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用372.3.4 試探結(jié)構(gòu)試探結(jié)構(gòu)l全新結(jié)構(gòu)全新結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用382.4 MATLAB 函數(shù)的編寫(xiě)函數(shù)的編寫(xiě)l函數(shù)是函數(shù)是 MATLAB 編程的主流方法編程的主流方法l除了函數(shù)外，還可以采用除了函數(shù)外，還可以采用 M-script 文件文件lM-script 適合于小規(guī)模適合于

11、小規(guī)模【例【例2-16】若最大值不為】若最大值不為 10000，需修改程序，需修改程序?qū)?duì) m 和和 10000 值的設(shè)置，不適合于值的設(shè)置，不適合于M-script2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用392.4.1 MATLAB 語(yǔ)言的函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)語(yǔ)言的函數(shù)的基本結(jié)構(gòu) nargin， nargout, varargin, varargout2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用40【例2-17】前面的要求，m, 10000無(wú)需修改程序2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用41【例2-18】若只給出一個(gè)輸入?yún)?shù)，則會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)方陣在函數(shù)中給出合適的幫助信息檢測(cè)輸入和返回變量的個(gè)數(shù)edit myhilb2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用422022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用432022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用442.4.2 可變輸入輸出個(gè)數(shù)可變輸入輸出個(gè)數(shù)【例【例2-21】 可以計(jì)算兩個(gè)多項(xiàng)式的積可以計(jì)算兩個(gè)多項(xiàng)式的積用用 varargin 實(shí)現(xiàn)任意多個(gè)多項(xiàng)式的積實(shí)現(xiàn)任意多個(gè)多項(xiàng)式的積2022年3月7日10時(shí)50分MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用452.4.3 inline 函數(shù)和匿名函數(shù)函數(shù)和匿名函數(shù)linline 函數(shù)，可以免去文件函數(shù)，可以免去文件lMATLAB 7.0202