科學(xué)與計(jì)算工程辦法MATLAB-1入門-程序設(shè)計(jì)

Matlab

入門—程序設(shè)計(jì)1第5節(jié)MATLAB程序設(shè)計(jì)5.1M文件5.2程序控制結(jié)構(gòu)5.3函數(shù)文件5.4程序舉例5.5程序調(diào)試25.1Matlab程序設(shè)計(jì)5.1.1M文件概述用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。M文件可以根據(jù)調(diào)用方式的不同分為兩類：命令文件(ScriptFile)和函數(shù)文件(FunctionFile)。它們都以.M格式保存。函數(shù)文件的M文件名必須與函數(shù)名一致！函數(shù)文件的第一行必須是以特殊字符function開始，格式為function[輸出形參表]=函數(shù)名(輸入形參表)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(dāng)輸出形參多于一個(gè)時(shí)，則應(yīng)該用方括號(hào)括起來。3命令文件執(zhí)行格式:文件名函數(shù)文件調(diào)用格式：[輸出實(shí)參表]=函數(shù)名(輸入實(shí)參表)

例：［a,b,c]=my_fun(d,e,f,c)

M文件的調(diào)用：1.建立M文件：fun.m2.可以直接使用函數(shù)fun.m例如：計(jì)算f(3.2),只需在Matlab命令窗口鍵入命令：M=fun(3.2)例不需要C語言類似的編譯過程！functionf=fun(x)f=2*(x^2)+5*x注意:函數(shù)調(diào)用時(shí)各實(shí)參出現(xiàn)的順序、個(gè)數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時(shí)形參的順序、個(gè)數(shù)一致，否則會(huì)出錯(cuò)。函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給相應(yīng)的形參，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。45.1.2M文件的建立與打開

M文件是一個(gè)文本文件，使用MATLAB提供的文本編輯器來建立和編輯(1)建立新的M文件為建立新的M文件，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器有3種方法：

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口的File菜單中選擇New菜單項(xiàng)，再選擇M-file命令，屏幕上將出現(xiàn)MATLAB文本編輯器窗口。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令edit，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器后，輸入M文件的內(nèi)容并存盤。

(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的NewM-File命令按鈕，啟動(dòng)MATLAB文本編輯器后，輸入M文件的內(nèi)容并存盤。5(2)打開已有的M文件

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口的File菜單中選擇Open命令，則屏幕出現(xiàn)Open對話框，在Open對話框中選中所需打開的M文件。在文檔窗口可以對打開的M文件進(jìn)行編輯修改，編輯完成后，將M文件存盤。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令：edit文件名，則打開指定的M文件。

(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的OpenFile命令按鈕，再從彈出的對話框中選擇所需打開的M文件。6例5-1分別建立命令文件和函數(shù)文件，將華氏溫度f轉(zhuǎn)換為攝氏溫度c。程序1：

首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盤。clear;%清除工作空間中的變量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口中輸入f2c，將會(huì)執(zhí)行該命令文件，執(zhí)行情況為：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778注意Matlab的搜索路徑問題7程序2：首先建立函數(shù)文件f2d.m。functionc=f2d(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB的命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2d(y)輸出情況為：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.111185.2程序控制結(jié)構(gòu)5.2.1順序結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)的輸入從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，則可以使用input函數(shù)來進(jìn)行，該函數(shù)的調(diào)用格式為：

A=input(‘提示信息’，選項(xiàng))；其中提示信息為一個(gè)字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。例：data1=input('pleaseinputthevalueI')data1=input(‘pleaseinputthevalueI\n')

如果在input函數(shù)調(diào)用時(shí)采用's'選項(xiàng)，則允許用戶輸入一個(gè)字符串。例如，想輸入一個(gè)人的姓名，可采用命令：

例xm=input('What''syourname?','s');9（2）數(shù)據(jù)的輸出MATLAB提供的命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調(diào)用格式為:disp(輸出項(xiàng))其中輸出項(xiàng)既可以為字符串，也可以為矩陣。例3-2輸入x,y的值，并將它們的值互換后輸出。程序如下：

x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;

disp(x);

disp(y);10（3）程序的暫停

暫停程序的執(zhí)行使用pause函數(shù)，其調(diào)用格式為：

pause(延遲秒數(shù))

如果省略延遲時(shí)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。若要強(qiáng)行中止程序的運(yùn)行可使用Ctrl+C命令。11（1）if語句

5.2.2分支結(jié)構(gòu)命令的序列必須根據(jù)關(guān)系的檢驗(yàn)有條件的執(zhí)行121）單分支if語句

if

條件語句組

end

2）雙分支if語句

if

條件語句組1else

語句組2end

(3)多分支if語句：

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n

end注：在執(zhí)行過程中，MATLAB依次檢查各個(gè)表達(dá)式，只執(zhí)行第一個(gè)表達(dá)式為真的命令串，接下來的關(guān)系表達(dá)式不檢驗(yàn)，跳過其余的if-else-end結(jié)構(gòu)，而且，最后的else命令可有可無。If語句有三種格式：13先建立M文件fun1.m定義函數(shù)f(x)，再在Matlab命令窗口輸入fun1(2),fun1(-1)即可。functionf=fun1(x)

ifx>1f=x^2+1;

elsef=2*x;

end14例3-5輸入一個(gè)字符，若為大寫字母，則輸出其對應(yīng)的小寫字母；若為小寫字母，則輸出其對應(yīng)的大寫字母；若為數(shù)字字符則輸出其對應(yīng)的數(shù)值，若為其他字符則原樣輸出。c=input('請輸入一個(gè)字符','s');ifc>='A'&c<='Z'

disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));elseifc>='a'&c<='z'

disp(setstr(abs(c)-abs('a')+abs('A')));elseifc>='0'&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));else

disp(c);endASCII碼a~z:61H-7AHA~Z:41H-5A0~9:30H-39H15（2）switch語句

switch語句根據(jù)表達(dá)式的取值不同，分別執(zhí)行不同的語句，這相當(dāng)于多條if語句的嵌套使用其語句格式為：

switch

表達(dá)式

case

表達(dá)式1

語句組1

case

表達(dá)式2

語句組2……

case

表達(dá)式m

語句組m

otherwise

語句組n

end16switchvar1case-1disp(‘Var1isnegativeone.’)case0disp(‘Var1iszero.’)case1disp(‘Var1ispositiveone.’)otherwisedisp(‘Var1isothervalue.’)end在case語句中可出現(xiàn)多個(gè)值,例如switchvar2case{-2,-1}disp('Var2isnegativeoneortwo.')case0disp('Var2iszero.')case{1,2,3}disp('Var2ispositiveone,twoorthree.')otherwisedisp('Var2isothervalue.')end17（3）try語句語句格式為：

try

語句組1

catch

語句組2

endtry語句先試探性執(zhí)行語句組1，如果語句組1在執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將錯(cuò)誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語句組2。18例3-7矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先求兩矩陣的乘積，若出錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩矩陣的點(diǎn)乘。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%顯示出錯(cuò)原因195.2.3循環(huán)結(jié)構(gòu)（1）for語句

for語句的格式為：

for

循環(huán)變量=表達(dá)式1:表達(dá)式2:表達(dá)式3

循環(huán)體語句

end

其中表達(dá)式1的值為循環(huán)變量的初值，表達(dá)式2的值為步長，表達(dá)式3的值為循環(huán)變量的終值。步長為1時(shí)，表達(dá)式2可以省略。20例3-8

一個(gè)三位整數(shù)各位數(shù)字的立方和等于該數(shù)本身則稱該數(shù)為水仙花數(shù)。輸出全部水仙花數(shù)。程序如下：form=100:999m1=fix(m/100);%求m的百位數(shù)字

m2=rem(fix(m/10),10);%求m的十位數(shù)字

m3=rem(m,10);%求m的個(gè)位數(shù)字

ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3

disp(m)

endendrem(X,Y)函數(shù)功能：求X/Y的余數(shù)21for語句更一般的格式為：

for循環(huán)變量=矩陣表達(dá)式循環(huán)體語句

end

執(zhí)行過程是依次將矩陣的各列元素賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體語句，直至各列元素處理完畢。例3-10寫出下列程序的執(zhí)行結(jié)果。

s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=as=s+k;end

disp(s);應(yīng)熟練掌握！22

while語句的一般格式為：

while(條件)

循環(huán)體語句

end

其執(zhí)行過程為：若條件成立，則執(zhí)行循環(huán)體語句，執(zhí)行后再判斷條件是否成立，如果不成立則跳出循環(huán)。與for循環(huán)以固定次數(shù)執(zhí)行一組命令相反，while循環(huán)以不定的次數(shù)執(zhí)行一組語句.（2）while語句23例3-11

從鍵盤輸入若干個(gè)數(shù)，當(dāng)輸入0時(shí)結(jié)束輸入，求這些數(shù)的平均值和它們之和。程序如下：sum=0;%存放部分和cnt=0;%存放輸入的數(shù)的個(gè)數(shù)val=input('Enteronenumber(endin0):');while(val~=0)sum=sum+val;

cnt=cnt+1;

val=input('Enteronenumber(endin0):');endif(cnt>0)summean=sum/cntend24（3）break語句和continue語句與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的語句還有break語句和continue語句。它們一般與if語句配合使用。

break語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時(shí)，程序?qū)⑻鲅h(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語句的下一語句。

continue語句控制跳過循環(huán)體中的某些語句。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時(shí)，程序?qū)⑻^循環(huán)體中所有剩下的語句，繼續(xù)下一次循環(huán)。25例3-12

求[100