matlab基礎(chǔ)-matlab程序設(shè)計

1、第5講 MATLAB程序設(shè)計尚濤，電子信息工程學院Tel:010-823172221精選PPT本講目標 掌握MATLAB的幾種基本控制轉(zhuǎn)移語句學會使用M文件進行編程具備對復雜問題的編程求解能力2精選PPT主要內(nèi)容程序設(shè)計概述MATLAB程序結(jié)構(gòu)M文件調(diào)試3精選PPT.1 程序設(shè)計概述MATLAB是第四代編程語言程序簡潔可讀性很強調(diào)試容易編程效率高易移植和維護 通過編程可求解復雜性更高或特殊的計算問題第一代 機器語言 特征：面向機器。 第二代 匯編語言 特征：用指令符號代替二進制代碼 第三代 C、C+、pascal等 特征：面向過程 第四代 java,c#等 特征：面向?qū)ο?精選PPT與其他高級

2、語言相比具有語法相對簡單、使用方便、容易調(diào)試等優(yōu)點在編程工作方式下，要求具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)控制流輸入輸出面向?qū)ο?精選PPT編制一種擴展名為.m的MATLAB程序(簡稱M文件)編輯環(huán)境6精選PPT.2 MATLAB程序結(jié)構(gòu)按照程序設(shè)計的觀點, 任何算法功能都可以通過由程序模塊組成的三種基本流程控制結(jié)構(gòu)的組合來實現(xiàn): 順序結(jié)構(gòu)：程序按程序語句或模塊在執(zhí)行流中的順序逐個執(zhí)行。 分支結(jié)構(gòu)：程序按設(shè)定的條件實現(xiàn)程序執(zhí)行流的多路分支。 循環(huán)結(jié)構(gòu)：程序按給定的條件重復地執(zhí)行指定的程序段或模塊。7精選PPT5.2.1順序結(jié)構(gòu)程序模塊1程序模塊2MATLAB中實現(xiàn)順序結(jié)構(gòu)的方法非常簡單：只需將程序語句順序排列即可

3、8精選PPTexample.m文件theta=-pi:0.01:pi;rho(1,:)=2*sin(5*theta).2;polar(theta,rho(1,:)執(zhí)行example9精選PPT5.2.2 分支結(jié)構(gòu)在MATLAB中，選擇結(jié)構(gòu)由兩種語句結(jié)構(gòu)實現(xiàn)：if語句switch語句條件程序模塊1成立不成立程序模塊23.2.2 選擇結(jié)構(gòu)10精選PPTif語句if表達式 程序模塊1 else 程序模塊2end11精選PPTif語句的兩種變形(1) 單分支if語句：只有一個分支的選擇結(jié)構(gòu) if表達式 程序模塊end(2) 多分支if語句：超過2個的選擇if表達式1 程序模塊1 elseif 表達式2

4、 程序模塊2 elseif 表達式n 程序模塊n else 程序模塊n+1end12精選PPT例：將百分制的學生成績轉(zhuǎn)換為五級制的成績輸出clearn=input(輸入n= ); if n=90 r=Aelseif n=80 r=Belseif n=70 r=Celseif n=60 r=Delse r=Eend運行結(jié)果：輸入n= 87r =B13精選PPTswitch語句 switch 表達式 case 數(shù)值1 程序模塊1； case 數(shù)值2 程序模塊2；otherwise 程序模塊n end14精選PPT例：將百分制的學生成績轉(zhuǎn)換為五級制的成績輸出使用switch語句 clearn=inp

5、ut(輸入n= ); switch fix(n/10) %fix 取整 case 10,9 r=A case 8 r=B case 7 r=C case 6 r=D otherwise r=Eend運行結(jié)果：輸入n= 65r =D15精選PPT5.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)在MATLAB中，循環(huán)結(jié)構(gòu)可以由兩種語句結(jié)構(gòu)實現(xiàn)：for語句循環(huán)結(jié)構(gòu)while語句循環(huán)結(jié)構(gòu)程序模塊不成立成立條件3.2.2 選擇結(jié)構(gòu)16精選PPTfor語句循環(huán)結(jié)構(gòu)for循環(huán)變量起始值：步長：終止值循環(huán)體end17精選PPT例：使用for結(jié)構(gòu)計算1+2+3+100clearsum=0;for i=1:100 sum=sum+i;end

6、sum運行結(jié)果：sum = 505018精選PPTwhile語句循環(huán)結(jié)構(gòu) while表達式 循環(huán)體end19精選PPT例：使用while結(jié)構(gòu)計算1+2+3+100clearsum=0; i=0;while i100i=i+1;sum=sum+i;endsum運行結(jié)果：sum = 505020精選PPT5.3 M文件M文件兩種形式命令文件（Script）命令和函數(shù)的結(jié)合文件運行不需要輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)按順序自動執(zhí)行命令函數(shù)文件（Function）用Function聲明可以包含輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)文件運行須給出輸入?yún)?shù)自動化模塊化21精選PPT5.3.1基本組成結(jié)構(gòu)說明定義變量 %包括全局變量的聲明

7、及參數(shù)值的設(shè)定逐行執(zhí)行命令 %指MATLAB提供的運算指令或工具箱提供的專用命令 /分支/循環(huán) %包含for,if then,switch,while等語句 逐行執(zhí)行命令 end %表示結(jié)束,可以沒有 22精選PPT5.3.2 M文件的編輯及工作路徑的設(shè)置進入MATLAB的Editor/Debugger窗口來編輯程序在編輯環(huán)境中，文字的不同顏色顯示表明不同屬性 綠色：注解； 黑色：程序主體； 紅色：屬性值的設(shè)定； 藍色：控制流程。在運行程序之前，必須設(shè)置好MATLAB的工作路徑。通過cd指令在命令窗口中可以更改、顯示當前工作路徑。通過路徑瀏覽器（path browser）可以進行設(shè)置23精選P

8、PT24精選PPT5.3.3命令文件又稱為腳本文件，是一串指令的集合。用戶只需鍵入該命令文件的文件名，系統(tǒng)就會自動逐行執(zhí)行該文件中的各條語句。適用于小規(guī)模運算。25精選PPT5.3.4函數(shù)文件函數(shù)文件基本格式：function 輸出形參列表=函數(shù)名（輸入形參列表） 注釋說明語句段 程序語句段end26精選PPT函數(shù)內(nèi)容:（1）第一行幫助行，即H1行 以（%）開頭，作為lookfor指令搜索的行（2）函數(shù)體說明及有關(guān)注解 以（%）開頭，用以說明函數(shù)的作用及有關(guān)內(nèi)容。如果不希望顯示某段信息，可在它的前面加空行（3）函數(shù)體語句 函數(shù)體內(nèi)使用的除返回和輸入變量這些在function語句中直接引用的變量

9、以外的所有變量都是局部變量，即在該函數(shù)返回之后，這些變量會自動在MATLAB的工作空間中清除掉。27精選PPT函數(shù)文件28精選PPT函數(shù)程序使用的變量 函數(shù)程序與主程序之間的數(shù)據(jù)是通過參數(shù)進行傳遞的，函數(shù)程序應用主程序傳遞來的參數(shù)進行計算后，將結(jié)果返回主程序。29精選PPT%主程序exp2_9.ma=input(please input value of a=);b=input(please input value of b=);c=sumhe(a,b)% 在此例中，主程序exp2_9.m設(shè)定了兩個參數(shù)a和b來調(diào)用% 子程序sumhe.m(為一個函數(shù)文件)，% 所以執(zhí)行主程序時，子程序就會調(diào)用

10、主程序傳遞過來的% a和b值進行計算，再將結(jié)果返回主程序。%子程序sumhe.m%sumhe(a,b) sum the serial of numbers from a tob function result=sumhe(a,b)result=a+b;end30精選PPT5.4局部變量和全局變量 如果一個函數(shù)內(nèi)的變量沒有特別聲明，那么這個變量只在函數(shù)內(nèi)部使用，即為局部變量。如果兩個或多個函數(shù)共用一個變量（或者說在函數(shù)程序中也要用到主程序中的變量，注意不是參數(shù)），那么可以用global來將它聲明為全局變量。 全局變量的使用可以減少參數(shù)傳遞，合理利用全局變量可以提高程序執(zhí)行的效率。31精選PPT%

11、主程序exp2_10.mglobal a %聲明變量a為全局變量x=1:100;a=3;c=prods(x) %調(diào)用子程序prods.m%子程序prods.mfunction result=prods(x)global a result=a*sum(x);%聲明了與主程序一樣的全局變量a，以便在子程序中可以%使用主程序中定義的變量32精選PPT5. 5 人機交互人機交互命令echo on(off) 執(zhí)行命令前先顯示其內(nèi)容pause(n) 程序執(zhí)行到此處，暫停n秒，或鍵入任意鍵后才繼續(xù)執(zhí)行keyboard 程序執(zhí)行到此處暫停，屏幕顯示K，用戶可以做任何操作，需恢復運行時，鍵入returninpu

12、t(提示符) 程序執(zhí)行到此處暫停，屏幕顯示引號中的字符串，要求用戶輸入數(shù)據(jù)C 強行停止程序運行33精選PPT5.6 M文件調(diào)試兩種類型的錯誤語法錯誤:由用戶的錯誤操作引起的運行錯誤:算法錯誤和程序設(shè)計錯誤引起的34精選PPT編輯器的編輯與調(diào)試35精選PPT36精選PPT37精選PPT擴展閱讀其他流程控制語句1. break語句2. continue語句3. return語句4. try語句5. echo命令6. input命令7. keyboard命令8. pause命令GUI程序設(shè)計(圖形用戶界面)MATLAB應用程序接口(API) 提供庫函數(shù)與C或FORTRAN語言混合編程38精選PPT其他章節(jié)Simulink系統(tǒng)建模仿真分析的軟件包線性和非線性系統(tǒng)連續(xù)和離散時間系統(tǒng)圖像、視頻、聲音的處理MATLAB的綜合應用電路電力系統(tǒng)信號與系統(tǒng)數(shù)字信號處理圖像處理39精選PPT 本節(jié)介紹了matlab程序設(shè)計基礎(chǔ)知識，通過學習應該掌握：M文件的編寫方法M文件的調(diào)試方法小 結(jié)40精選PPT上機指導M文件的調(diào)試41精選PPTTask(1)使用M文件編輯函數(shù)文件。42精選PPTTask(2)求1！+2！+3！+ +5！的值clearsum=0;for i=1:5 pdr=1; for k=1:i pdr=pdr*k; end sum=sum+pdr;en