16-程式流程控制

MATLAB程式設(shè)計入門篇

程式流程控制張智星清大資工系多媒體檢索實驗室116-1迴圈指令MATLAB提供兩種迴圈指令，一種是for迴圈（ForLoop），另一種是while迴圈（WhileLoop）。for迴圈的使用語法如下：for變數(shù)=向量, 運算式 end其中變數(shù)的值會被依次設(shè)定為向量的每一個元素值，來執(zhí)行介於for和end之間的運算式。另一種for迴圈的使用語法如下：for 變數(shù)=矩陣, 運算式 end此時變數(shù)的值會被依次設(shè)定為矩陣的每一個直行，來執(zhí)行介於for和end之間的運算式。while迴圈使用語法如下： while條件式 運算式； end2程式流程控制之範例一下列for迴圈會產(chǎn)生一個長度為6的調(diào)和數(shù)列（HarmonicSequence）：範例16-1:forLoop01.m x=zeros(1,6); %變數(shù)x是一個1×6大小的零矩陣 fori=1:6 x(i)=1/i; end x %顯示x x= 1.00000.50000.33330.25000.20000.1667在上例中，矩陣x最初是一個1×6大小的零矩陣，在for迴圈中，變數(shù)i的值依次是1到6，因此矩陣x的第i個元素的值依次被設(shè)為1/i。我們接著可用分數(shù)形式來顯示此數(shù)列： >>formatrat %使用分數(shù)形式來顯式數(shù)值

>>disp(x)

11/21/31/41/51/63程式流程控制之範例二for迴圈可以是多層或巢狀式（Nested）的，在下例中即產(chǎn)生一個6×6的Hilbert矩陣h，其中為於第i列、第j行的元素為：範例16-2:forLoop02.m h=zeros(6); %變數(shù)x是一個6×6大小的零矩陣 fori=1:6 forj=1:6 h(i,j)=1/(i+j-1); end end formatrat %使用分數(shù)形式來顯式所有數(shù)值 h %顯示h h= 11/21/31/41/51/6 1/21/31/41/51/61/7 1/31/41/51/61/71/8 1/41/51/61/71/81/9 1/51/61/71/81/91/10 1/61/71/81/91/101/114程式流程控制之範例三在下例中，for迴圈列出先前產(chǎn)生的Hilbert矩陣的每一直行的平方和：範例16-3:forLoop01.m formatshort %回到預設(shè)形式來顯式所有數(shù)值 fori=h disp(norm(i)^2); %印出每一行的平方和 End 1.4914 0.5118 0.2774 0.1787 0.1262 0.0944在上例中，由於h是一個矩陣，因此每一次i的值就是矩陣h的一直行的內(nèi)容。5程式流程控制之範例四若要跳出for迴圈，可用break指令。例如，若要找出最小的n值，滿足n!>10100，可輸入如下：範例16-4:break01.m fori=1:1000 ifprod(1:i)>1e100 fprintf('%g!=%e>1e100\n',i,prod(1:i)); break; %跳出for迴圈

end end 70!=1.197857e+100>1e100

6程式流程控制之範例五在一個迴圈內(nèi)若要直接跳至到此迴圈下一回合的執(zhí)行，可使用continue指令。範例16-5:continue01.m x=[1-23-45]; posTotal=0; fori=1:length(x) ifx(i)<0,continue;end %若x(i)小於零，跳到此迴圈的下一回合

posTotal=posTotal+x(i); end posTotal %顯示posTotal的值 posTotal= 9上述範例中，我們計算向量x的正元素的總和，因此只要遇到x(i)是負數(shù)，即可使用continue指令來直接跳到此迴圈的下一個回合來繼續(xù)執(zhí)行。Continue指令從MATLAB6.x才開始支援，若是使用MATLAB5.x，可用if–then–else來達到相同的功能。7程式流程控制之範例六先前產(chǎn)生調(diào)和數(shù)列的例子，亦可用while迴圈改寫如下：範例16-6:while01.m x=zeros(1,6); i=1; whilei<=6 x(i)=1/i; i=i+1; end x %顯示x x= 1.00000.50000.33330.25000.20000.16678程式流程控制之範例七若要用while指令找出最小的n值，使得n!>10100，可輸入如下：範例16-7:while02.m n=1; whileprod(1:n)<1e100 n=n+1 end fprintf('%g!=%e>1e100\n',n,prod(1:n)); 70!=1.197857e+100>1e100與前述的for迴圈相同，在任何時刻若要跳出while迴圈，亦可使用break指令；若要跳到下一回合的while迴圈，也可以使用continue指令。無論是for或while迴圈，均會降低MATLAB的執(zhí)行速度，因此盡量使用向量化的運算（VectorizedOperations）而盡量少用迴圈。break指令若用在多重迴圈中，每次只跳出包含break指令的最內(nèi)部迴圈。916-2條件指令MATLAB支援二種條件指令（BranchingCommand，或中譯成「分支指令」），一種是if-then-else條件指令，另一種是MATLAB在第五版之後開始支援的switch-case-otherwise條件指令，以下分述之。最常用的條件指令是if-then-else，其使用語法為： if 條件式 運算式一; else

運算式二; end當條件式成立時，MATLAB將執(zhí)行運算式一，否則，就執(zhí)行運算式二。若不需使用運算式二，則可直接省略else和運算式二。10程式流程控制之範例八在數(shù)值運算的過程中，若變數(shù)值為NaN（即NotANumber）時，我們要立刻印出警告訊息，可輸入如下例：範例16-8:if01.m x=0/0; ifisnan(x) disp('Warning:NaNdetected!'); end Warning:Dividebyzero. … Warning:NaNdetected!在上例中，第一個警告訊息是MATLAB自動產(chǎn)生的，第二個警告訊息則是我們的程式碼產(chǎn)生的，其中isnan(x)可用於判斷x是否為NaN，若是，則傳回1（真），否則即傳回0（偽）。11程式流程控制之範例九在下例中，我們可根據(jù)向量y的元素值為奇數(shù)或偶數(shù)，來顯示不同的訊息：範例16-9:if02.m y=[03416]; fori=1:length(y) ifrem(y(i),2)==0 fprintf('y(%g)=%giseven.\n',i,y(i)); else fprintf('y(%g)=%gisodd.\n',i,y(i)); end end y(1)=0iseven. y(2)=3isodd. y(3)=4iseven. y(4)=1isodd. y(5)=6iseven.上述的if-then-else為雙向條件，亦即程式只會執(zhí)行「運算式一」或「運算式二」，不會有第三種可能。12程式流程控制之範例十MATLAB亦可執(zhí)行多向條件，若要進行更多向的條件，只需一再重覆elseif即可。例如，欲判斷y向量之元素是屬於3n、3n＋1、或3n+2，可輸入如下：範例16-10:if03.m y=[34592]; fori=1:length(y) ifrem(y(i),3)==0 fprintf('y(%g)=%gis3n.\n',i,y(i)); elseifrem(y(i),3)==1 fprintf('y(%g)=%gis3n+1.\n',i,y(i)); else fprintf('y(%g)=%gis3n+2.\n',i,y(i)); end end y(1)=3is3n. y(2)=4is3n+1. y(3)=5is3n+2. y(4)=9is3n. y(5)=2is3n+2.13switch-case-otherwise指令MATLAB在第五版開始支援switch-case-otherwise的多向條件指令，其使用語法如下： switchexpression casevalue(1) statement(1) casevalue(2) statement(2) casevalue(n-1) statement(n-1) otherwise statement(n) end在上述語法中，expression為一數(shù)值或字串，當其值和value(k)相等時，MATLAB即執(zhí)行statement(k)並跳出switch指令。若expression不等於value(k)，k=1,2,…,n-1，則MATLAB會執(zhí)行statement(n)並跳出switch指令。14程式流程控制之範例十一欲根據(jù)月份來判斷其季別，可輸入如下：範例16-11:switch01.m formonth=1:12 switchmonth case{3,4,5} season='Spring'; case{6,7,8} season='Summer'; case{9,10,11} season='Autumn'; case{12,1,2} season='Winter'; end fprintf('Month%d===>%s.\n',month,season); end Month1===>Winter. . . . . . . Month12===>Winter.15程式流程控制之範例十二 如果expression是字串，那麼若要在case之後比對多個字串，就必需使用字串的異值陣列（CellArreyofStrings）：範例16-12:switch02.m month={'Jan','Feb','Mar','Apr','May','Jun','Jul','Aug','Sep'}; fori=1:length(month) switc