matlab程序設計基礎

和其他語言一樣，MATLAB的程序結(jié)構(gòu)也不外三種：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。5、程序結(jié)構(gòu)和流程控制5.1順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)即指順序往下執(zhí)行的程序語句結(jié)構(gòu)，其實也就是一組復合的表達式。在MATLAB中，表達式之間可以用分號、逗號或換行來分隔。如前例的函數(shù)文件summ.m和命令文件use.m均為順序結(jié)構(gòu)。5.2分支結(jié)構(gòu)1、MATLAB的分支結(jié)構(gòu)2、分支結(jié)構(gòu)的語句形式及實例分支結(jié)構(gòu)就是由邏輯判斷決定程序執(zhí)行流轉(zhuǎn)方向的一種結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有if.else.end和switch.case.end兩種形式。第一類分支結(jié)構(gòu)采用的語句形式有3種：if表達式語句組1endif表達式語句組1else語句組2endif表達式A語句組1elseif表達式B語句組2else語句組3end注意：除直接應用上述三種形式外，第3種結(jié)構(gòu)可擴展，if還可以嵌套。舉例：例5.1輸入數(shù)n，判斷其奇偶性。程序式書寫法：*n=input(‘n=’);ifrem(n,2)==0A=‘even’elseA=‘odd’end更完善的程序式書寫法：n=input(‘n=’);ifisempty(n)==1A=‘empty’elseifrem(n,2)==0A=‘even’elseA=‘odd’end命令行書寫法：n=input(‘n=’);ifisempty(n)==1A=‘empty’,elseifrem(n,2)==0;A=‘even’,else,A=‘odd’,end例5.2寫程序，判斷某一年是否閏年*。C語言程序：main(){intyear,leap;scanf(“%d”,&year);if(year%4==0){if(year%100==0){if(year%400==0)leap=1;elseleap=0;}elseleap=1;}elseleap=0;if(leap)printf(“%dis”,year);elseprintf(“%disnot”,year);printf(“aleapyear.\n”);}MATLAB程序：year=input('year=');ifrem(year,4)==0ifrem(year,100)==0ifrem(year,400)==0leap=1;elseleap=0;endelseleap=1;endelseleap=0;endifleapdisplay('isaleapyear')elsedisplay('isnotaleapyear')endswitch表達式case值1語句組1case值2語句組2……otherwise語句組n第二類分支結(jié)構(gòu)采用的語句形式如下：注意：switch后的表達式的結(jié)果值，通常為標量或字符串。舉例：例5.3用switch語句改寫例3.1。程序式書寫法：n=input(‘n=’);switchmod(n,2)*case1A=‘奇’case0A=‘偶’otherwiseA=‘空’end例5.4給出一百分制成績，要求輸出成績等級‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘E’。90分以上為‘A’，80~89分為‘B’，70~79分為‘C’，60~69分為‘D’，60分以下為‘E’。C語言程序：main(){intscore,g;scanf(“%d”,&score);g=score/10;switch(g){case10:case9:printf(“A\n”);break;case8:printf(“B\n”);break;case7:printf(“C\n”);break;case6:printf(“D\n”);break;default:printf(“E\n”);}}MATLAB程序：score=input('score=');g=round(score/10-0.5);ifg==10display('A')elseswitchgcase9，display('A')case8，display('B')case7，display('C')case6，display('D')otherwisedisplay('E')endend1、MATLAB的循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)就是執(zhí)行重復運算的一段程序。MATLAB的循環(huán)語句有for.end和while.end兩種形式。2、循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式及實例5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)For循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式：for變量=初值:[增量]:終值語句組end注意：for還可以嵌套。舉例：例5.5列出構(gòu)成Hilbert矩陣的程序。clear,closeallformatrat,n=input(‘n=‘),fori=1:nforj=1:nh(i,j)=1/(i+j-1);endendh

例5.6求100~200間的全部素數(shù)*。C語言程序：#include<math.h>main(){intm,k,i,n=0;for(m=101;m<=200;m=m+2){k=sqrt(m+1);for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1){printf(“%d”,m);n=n+1;}}}MATLAB程序：n=0;x=1:21;form=101:2:200k=round(sqrt(m+1)-0.5);fori=2:kifrem(m,i)==0break,endj=i+1;ifj>=k+1n=n+1;x(n)=m;endendendxWhile循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式：while表達式語句組end注意：while語句中的表達式通常為關系表達式或邏輯表達式。舉例：例5.7求如下級數(shù)的和：1+1/2+1/3+1/4+…+1/100。s=0;n=1;whilen<=100s=s+1/n;n=n+1;end,s例5.8用π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到最后一項的絕對值小于10-6為止。C語言程序：#include<math.h>main(){ints;floatn,t,pi;t=1,pi=0;n=1.0;s=1;while((fabs(t))>1e-6){pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;}pi=pi*4;printf(“pi=%10.6f\n”,pi);}MATLAB程序：t=1;pi=0;n=1;s=1;whileabs(t)>1e-6pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;endpi=4*pi匿名函數(shù)可以接受多個輸入輸出參數(shù)。創(chuàng)建匿名函數(shù)的格式：fhandle=@(arglist)expr其中：“expr”通常是一個簡單的MATLAB變量表達式，實現(xiàn)函數(shù)的功能；“arglist”是參數(shù)列表；“@”是MATLAB中創(chuàng)建函數(shù)句柄的操作符.匿名函數(shù)實例：>>myfhd1=@(x)(x+x.^2)>>myfhd1(2)ans=6>>myfhd2=@(x,y)(sin(x)+cos(y))>>myfhd2(pi/2,pi/6)ans=1.8660每一個M文件第一行定義的文件就是M文件主函數(shù)，一個M文件只能包含一個主函數(shù)，通常將M文件名和M文件主函數(shù)名設為一致。在一個函數(shù)內(nèi)部可以定義一個或多個函數(shù)，這種定義在其他函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)被成為嵌套函數(shù)。嵌套函數(shù)的書寫語法格式如下：functionx=A(p1,p2)…functiony=B(p3)…endend嵌套函數(shù)的互相調(diào)用需要注意和嵌套的層次密切相關，例：functionA(x,y)%外層函數(shù)A（例如主函數(shù)）B(x,y);D(y);functionB(x,y)%A的嵌套函數(shù)（B的父函數(shù)為A）C(x);D(y);functionC(x)%B的嵌套函數(shù)（C的父函數(shù)為B）D(x);endend

實例1matlab神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱1.1網(wǎng)絡數(shù)據(jù)對象的建立net=newff([xm,xM],[h1,…,hk],{f1,…,fk});xm,xM分別為列向量(行數(shù)為變量個數(shù))，分別存儲每個變量的最小值和最大值。[h1,…,hk]表示網(wǎng)絡各層的節(jié)點數(shù),一共有k層.{f1,…,fk}表示各層使用的傳輸函數(shù)，默認為’tansig’，即Sigmoid函數(shù)。還可使用函數(shù)’purelin’，即f(x)=x。其它可看matlab幫助:helpnewff1.2網(wǎng)絡數(shù)據(jù)對象net的屬性net.IW：來自輸入層的加權矩陣。BP網(wǎng)絡只用net.IW{1},表示各個輸入變量對第1層各節(jié)點的加權矩陣。net.LW：來自中間層的加權向量。BP網(wǎng)絡用net.IW{2,1}表示第1隱層個節(jié)點向下一層個節(jié)點的加權矩陣；net.IW{3,2}表示第2隱層向下一層的加權矩陣…net.b：各層的偏移。Net.b{1}表示第1隱層個節(jié)點的偏移…net.trainParam.epochs：最大訓練步數(shù)。不過當誤差準則滿足時，即使沒達到此步數(shù)也停止訓練。缺省為100。net.trainParam.goad：網(wǎng)絡誤差準則，當誤差小于此準則時停止訓練，缺省為0。net.trainFcn：訓練算法。缺省為’trainlm’，即Levenberg-Marquardt算法。還可使用‘traingdx’，即帶動量的梯度下降算法；’traincgf’，即共軛梯度法。其它可看matlab幫助:help->contents->NeuralNetworkToobox->NetworkObjectReference;help(net.trainFcn)1.3網(wǎng)絡的訓練[net,tr,Y1,E]=train(net,X,Y);net是函數(shù)newff建立的數(shù)據(jù)對象。X為n*m的矩陣,n為輸入變量個數(shù),m為樣本數(shù)(即把每個樣本是一個列向量)。Y為k*m的矩陣,k為數(shù)出變量個數(shù)。tr返回訓練的跟蹤信息,tr.epochs為訓練步數(shù),tr.perf為各步目標函數(shù)的值。Y1和E返回網(wǎng)絡最終的輸出和誤差。訓練結(jié)束后可以用plotperf(tr)來繪制目標值隨著訓練步數(shù)變化的曲線。1.4網(wǎng)絡的泛