函數(shù)和程序調(diào)試

1、關(guān)于函數(shù)與程序的調(diào)試第一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月本講教學目標 掌握函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu) 掌握Matlab函數(shù)的調(diào)用方法 了解函數(shù)參數(shù)的可調(diào)性 掌握函數(shù)的句柄和常用的程序調(diào)試方法 了解各種不同類型的函數(shù)第二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1 函數(shù)11.1.1 函數(shù)文件基本結(jié)構(gòu)由function語句引導，其基本結(jié)構(gòu)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)體語句函數(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)。當輸出形參多于一個時，則應該用方括號括起來。 第三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月

2、例1：編寫函數(shù)文件求半徑為 r 的圓的面積和周長。 函數(shù)文件如下： % calculate the area and perimeter of a circle of radii r function s,p=fcircle(r)% r 圓半徑, s 圓面積, p 圓周長 s=pi*r*r; p=2*pi*r;第四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.2 函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般格式是： 輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表)注意：函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順序和個數(shù)，應與函數(shù)定義時形參的順序和個數(shù)一致，否則會出錯。函數(shù)調(diào)用時，先將實參傳遞給相應的形參，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能

3、。在MATLAB中，函數(shù)可以嵌套調(diào)用，即函數(shù)可以調(diào)用別的函數(shù)，甚至調(diào)用它自身。一個函數(shù)調(diào)用它自身稱為遞歸調(diào)用。第五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：利用函數(shù)文件，實現(xiàn)直角坐標(x, y)與極坐標(rho, theta)之間的轉(zhuǎn)換。 函數(shù)文件tran.m：function rho,theta=tran(x,y) rho=sqrt(x*x+y*y); theta=atan(y/x); 調(diào)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)第六張，PPT共

4、二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月例3：利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求n!。遞歸調(diào)用函數(shù)文件factor.m如下：function f=factor(n) if n trigFun = sin, cos, tan; plot(trigFun2(-pi:0.01:pi)第十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月函數(shù)句柄的操作 第十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.5 匿名函數(shù)匿名函數(shù)提供了一種創(chuàng)建簡單程序的方法，可以使用戶不必每次都編寫M文件，可以在命令窗口或其他任意 M 文件和腳本文件中使用。格式為： fhandle = (arglist) expr其中fhandle為該函數(shù)創(chuàng)建

5、的函數(shù)句柄； 符號用于創(chuàng)建函數(shù)句柄；arglist為用逗號分隔的參數(shù)列表；expr為函數(shù)主體，一般為表達式。第十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.6 主函數(shù)通常M文件中的第一個函數(shù)為主函數(shù)，主函數(shù)之后可以是任意數(shù)量的子函數(shù)，它們可以作為主程序的子程序。一般來說，主函數(shù)可被該文件之外的其他函數(shù)調(diào)用，而子函數(shù)只能被該文件內(nèi)的函數(shù)調(diào)用。在命令窗口或M文件種只能調(diào)用主函數(shù)，調(diào)用的時候是通過存儲該函數(shù)的M文件名進行。第十四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.7 子函數(shù)與其他語言一樣，在MATLAB 7語言中也可以很方便地定義子函數(shù)，用來擴充函數(shù)的功能。在函數(shù)文件中題頭

6、定義的函數(shù)為主函數(shù)，而在函數(shù)體內(nèi)定義的其他函數(shù)都被視為子函數(shù)。每個子函數(shù)以函數(shù)定義語句開頭，直至下一個函數(shù)的定義或文件的結(jié)尾。子函數(shù)只能為主函數(shù)或同一主函數(shù)下的其他子函數(shù)所使用。第十五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.8 嵌套函數(shù) 一個函數(shù)內(nèi)部可以定義其他的函數(shù)，這種內(nèi)部的函數(shù)稱作嵌套函數(shù)。定義嵌套函數(shù)時，只要在一個函數(shù)內(nèi)部直接定義嵌套函數(shù)即可。注意：當一個 M文件中存在嵌套函數(shù)時，該文件內(nèi)的所有函數(shù)必須以 end 結(jié)尾。第十六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月例6：嵌套函數(shù)的結(jié)構(gòu) function x = A(p1, p2) . function y = B(p3)

7、 . end . end每個函數(shù)中可以嵌套多個函數(shù)。第十七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.9 私有函數(shù) 這類函數(shù)位于名為“private”的子文件夾中，只能被上一級文件夾中的函數(shù)或者這些函數(shù)所調(diào)用的 M 文件調(diào)用。如當前文件夾為math，其中包含private文件夾，則 private 中的函數(shù)只能被 math 根目錄下的函數(shù)及這些函數(shù)調(diào)用的M文件調(diào)用。用戶可開發(fā)自己的函數(shù)庫，其名稱可以與系統(tǒng)標準 M函數(shù)庫名稱相同，而不必擔心在函數(shù)調(diào)用時發(fā)生沖突，因為 MATLAB 首先查找私有函數(shù)，再查找標準函數(shù)。第十八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.1.10 重載函數(shù)函

8、數(shù)重載為程序編寫和用戶調(diào)用都提供了很大的方便。函數(shù)重載允許多個函數(shù)使用相同的函數(shù)名，不同的輸入?yún)?shù)類型。在函數(shù)調(diào)用時，系統(tǒng)根據(jù)輸入?yún)?shù)的情況自動選擇相應的函數(shù)執(zhí)行。第十九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2 程序的調(diào)試和優(yōu)化 11.2.1 程序的調(diào)試 程序的錯誤種類 錯誤的識別和程序調(diào)試 11.2.2 程序的優(yōu)化 程序優(yōu)劣的分析 程序優(yōu)化的技巧 有效地使用內(nèi)存 第二十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2.1 程序的調(diào)試 程序的錯誤種類 在MATLAB的表達式中存在兩種類型的錯誤：(1) 語法錯誤 語法錯誤發(fā)生在M文件程序代碼的生成過程中，一般是由函數(shù)參數(shù)輸入類型有誤

9、或是矩陣運算階數(shù)不符等引起。 (2) 運行錯誤 運行錯誤一般指在程序運行過程中，出現(xiàn)溢出或是死循環(huán)等異?，F(xiàn)象。 第二十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2.1 程序的調(diào)試 錯誤的識別和程序調(diào)試 錯誤識別函數(shù)及其功能 第二十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2.1 程序的調(diào)試 錯誤的識別和程序調(diào)試 程序斷點的設置 第二十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2.2 程序的優(yōu)化 程序優(yōu)劣的分析在MATLAB 7語言中，使用profile函數(shù)以及計時函數(shù)tic和toc來分析程序中各個部分的耗時情況，從而幫助用戶找出程序中需要改進的地方。其中profile在計算相對耗時以及查找文件執(zhí)行過程中瓶頸問題時更為有效，而tic和toc函數(shù)在計算絕對耗時時更為有效。 第二十四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月11.2.2 程序的優(yōu)化 程序優(yōu)化的技巧 (1) 程序的向量化操作 循環(huán)運算是MATLAB中的最大弱點，在程序設計中，應當盡量避免使用循環(huán)運算。用戶可以通過將M文件向量化來優(yōu)化M文件，即