電工學 matlab 程序設計

1、第二講 MATLAB程序設計 MATLAB有兩種工作方式：交互式的命令行工作方式M文件的程序工作方式一. M文件一. M文件用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。 M文件有兩類：命令文件和函數(shù)文件。命令文件：沒有輸入?yún)?shù)，也不返回輸出參數(shù)。函數(shù)文件：可以輸入?yún)?shù)，也可返回輸出參數(shù)。M文件的建立與編輯建立新的M文件： 從MATLAB命令窗口的File菜單中選擇New菜單項，再選擇M-file命令。一. M文件編輯已有的M文件： 從MATLAB命令窗口的Flie菜單中選擇Open M-file命令。命令文件將需要運行的命令編輯到一個命令文件中，然后在MATLAB命令窗口輸入該命令文件的名字，就

2、會順序執(zhí)行命令文件中的命令。【例1】 建立一個命令文件將變量a,b的值互換。 一. M文件 e31m文件：a=1:9; b=11,12,13;14,15,16;17,18,19; c=a;a=b;b=c; a b 在MATLAB的命令窗口中輸入e31，將會執(zhí)行該命令文件。二數(shù)據(jù)的輸入輸出1. input函數(shù)：函數(shù)：用于向計算機輸入一個參數(shù)。調(diào)用格式： A=input(提示信息，選項)；注：s選項，則允許用戶輸入一個字符串。例如想輸入一個人的姓名，可采用命令 xm=input(Whats your name:,s)【例2】 求一元二次方程a2 +bx+c=0的根。二數(shù)據(jù)的輸入輸出 a=input

3、(a=?); b=input(b=?); c=input(c=?); d=b*b-4*a*c; x=(-b+sqrt(d)/(2*a),(-b-sqrt(d)/(2*a)將該程序以aa.m文件存盤，然后運行aa.m文件。2 pause函數(shù)：函數(shù)：暫停程序的執(zhí)行。調(diào)用格式： pause(延遲秒數(shù))注：如果省略延遲時間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。二數(shù)據(jù)的輸入輸出 3 disp函數(shù)：函數(shù)：命令窗口輸出函數(shù)。調(diào)用格式： disp(輸出項)注：輸出項為字符串或矩陣。例如 A=Hello,MATLAB; disp(A)輸出為： Hello,MATLAB三程序設計（一

4、）選擇結構選擇結構的語句有if語句和switch語句。1 if語句語句 格式一： if 條件 語句組 end三程序設計格式二： if 條件 語句組1 else 語句組2 end(一)選擇結構格式三： if 條件1 語句組1 elseif 條件2 語句組2 elseif 條件m 語句組m else 語句組m+1 end三程序設計【例4】 輸入三角形的三條邊，求面積。 A=input(請輸入三角形的三條邊：); if A(1)+A(2)A(3) & A(1)+A(3)A(2) & A(2)+A(3)A(1) p=(A(1)+A(2)+A(3)/2; s=sqrt(p*(p-A(1)

5、*(p-A(2)*(p-A(3); disp(s); else disp(不能構成一個三角形。) end運行： 請輸入三角形的三條邊：4 5 6 9.9216三程序設計(一)選擇結構【例5】 輸入一個字符，若為大寫字母，則輸出其后繼字符，若為小寫字母，則輸出其前導字符，若為其他字符則原樣輸出。c=input(,s); if c=A & c=a& c=z disp(setstr(abs(c)-1); else disp(c); end三程序設計(一)選擇結構2 switch語句語句switch語句根據(jù)變量或表達式的取值不同，分別執(zhí)行不同的語句。其格式為： switch 表達式 c

6、ase 值1 語句組1 case 值2語句組2 case 值m 語句組m otherwise 語句組m+1 end三程序設計(一)選擇結構【例6】 根據(jù)變量 num 的值來決定顯示的內(nèi)容。 num=input(請輸入一個數(shù)); switch num case -1 disp(I am a teacher.); case 0 disp(I am a student.); case 1 disp(You are a teacher.); otherwise disp(You are a student.); end三程序設計(一)選擇結構（二）循環(huán)結構實現(xiàn)循環(huán)結構的語句：for語句和while語句

7、。1 for語句：語句：格式： for 循環(huán)變量=表達式1:表達式2:表達式3 循環(huán)體語句 end注：其中表達式1的值為循環(huán)變量的初值，表達式2的值為步長，表達式3的值為循環(huán)變量的終值。步長為1時，表達式2可以省略。三程序設計2 while語句語句格式為： while (條件) 循環(huán)體語句 end【例7】 根據(jù)例3.6中求y的表達式，求： (1)y3 break; end i=i+1; end n=i-1 y=y-f三程序設計(二)循環(huán)結構3 循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套如果一個循環(huán)結構的循環(huán)體又包括一個循環(huán)結構，就稱為循環(huán)的嵌套，或稱為多重循環(huán)結構。多重循環(huán)的嵌套層數(shù)可以是任意的?？梢园凑涨短讓訑?shù)，

8、分別叫做二重循環(huán)、三重循環(huán)等。處于內(nèi)部的循環(huán)叫作內(nèi)循環(huán)，處于外部的循環(huán)叫作外循環(huán)。三程序設計(二)循環(huán)結構【例8】 求100,1000以內(nèi)的全部素數(shù)。 n=0; for m=100:1000 flag=1; j=m-1; i=2; while i=j & flag if rem(m,i)=0 flag=0; end i=i+1; end if flag n=n+1; prime(n)=m; end end prime %變量prime存放素數(shù)三程序設計(二)循環(huán)結構四函數(shù)文件函數(shù)文件是另一種形式的M文件，每一個函數(shù)文件都定義一個函數(shù)。事實上，MATLAB提供的標準函數(shù)大部分都是由函數(shù)文

9、件定義的。四. 函數(shù)文件1函數(shù)文件格式函數(shù)文件格式函數(shù)文件由function語句引導，其格式為： function 輸出形參表=函數(shù)名(輸入形參表) 注釋說明部分 函數(shù)體注：其中函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)的輸入?yún)?shù)，輸出形參為函數(shù)的輸出參數(shù)。當輸出形參多于1個時，則應該用方括號括起來?！纠?】 編寫函數(shù)文件求小于任意自然數(shù)n的Fibonacci數(shù)列各項。 function f=ffib(n) %用于求Fibonacci數(shù)列的函數(shù)文件 %f=ffib(n) %1999年9月30日編 f=1,1; i=1; while f(i)+f(i+1)n f(i+2)=f(i)+f(i+1

10、); i=i+1; end將以上函數(shù)文件以文件名ffib.m存盤，然后在MATLAB命令窗口輸入以下命令，可求小于2 000的Fibonacci數(shù)。 ffib(2000)四. 函數(shù)文件2函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用 函數(shù)文件編制好后，就可調(diào)用函數(shù)進行計算了。如上面定義ffib函數(shù)后，調(diào)用它求小于2000的Fibonacci數(shù)。函數(shù)調(diào)用的一般格式是： 輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表)四. 函數(shù)文件【例10】 利用函數(shù)文件，實現(xiàn)直角坐標(x,y)與極坐標(,)之間的轉換。函數(shù)文件tran.m： function gama,theta=tran(x,y) gama=sqrt(x*x+y*y); theta=at

11、an(y/x); 調(diào)用tran.m的命令文件main1.m： x=input(Please input x=:); y=input(Please input y=:); gam,the=tran(x,y); gam the已知轉換公式為： 極坐標的矢徑：= 極坐標的幅角：=四. 函數(shù)文件【例11】 利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求n！。 function f=factor(n) if n=1 f=1; else f=factor(n-1)*n; end return; %返回 在命令文件main2.m中調(diào)用函數(shù)文件factor.m： for i=1:10 fac(i)=factor(i); end fa

12、c程序運行結果是： fac = Columns 1 through 6 1 2 6 24 120 720 Columns 7 through 10 504 40320 362880 3628800四. 函數(shù)文件3 函數(shù)所傳遞參數(shù)的可調(diào)性函數(shù)所傳遞參數(shù)的可調(diào)性MATLAB在函數(shù)調(diào)用上有一個與眾不同之處：函數(shù)所傳遞參數(shù)數(shù)目的可調(diào)性。憑借這一點，一個函數(shù)可完成多種功能。 在調(diào)用函數(shù)時，MATLAB用兩個永久變量nargin和nargout分別記錄調(diào)用該函數(shù)時的輸入實參和輸出實參的個數(shù)。只要在函數(shù)文件中包含這兩個變量，就可以準確地知道該函數(shù)文件被調(diào)用時的輸入輸出參數(shù)個數(shù)，從而決定函數(shù)如何進行處理。四.

13、 函數(shù)文件【例12】 nargin用法示例函數(shù)文件examp.m： function fout=charray(a,b,c) if nargin=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2; end命令文件mydemo.m： x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3)執(zhí)行mydemo.m后的輸出是： ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 21四. 函數(shù)文件五全局變量和局部變量 在MATLAB中，全局變量用命令global定義。函數(shù)文

14、件的內(nèi)部變量是局部的，與其他函數(shù)文件及MATLAB工作空間相互隔離。但是，如果在若干函數(shù)中，都把某一變量定義為全局變量，那么這些函數(shù)將公用這一個變量。全局變量的作用域是整個MATLAB工作空間，即全程有效。所有的函數(shù)都可以對它進行存取和修改。因此，定義全局變量是函數(shù)間傳遞信息的一種手段。四. 函數(shù)文件【例13】 全局變量應用示例先建立函數(shù)文件wadd.m，該函數(shù)將輸入的參數(shù)加權相加。function f=wadd(x,y) %add two variable global ALPHA BETA f=ALPHA*x+BETA*y;在命令窗口中輸入： global ALPHA BETA ALPHA=1; BETA=2; s=wadd(1,2)輸出為： s