MATLAB程序设计教案整编.ppt
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1、第3章 MATLAB程序设计,3.1 M文件 3.2 数据的输入输出 3.3 选择结构 3.4 循环结构 3.5 函数文件 3.6 全局变量和局部变量,目录,3.1 M文件编程,M文件的功能和特点 MATLAB是解释性语言 语法简单 调试容易 人机交互性强 开放性、可扩展性强,3.1.1 M文件的建立与编辑 1.建立新的M文件 (1)菜单操作:直接点击菜单New Script (2)命令操作:在MATLAB命令窗口输入命令edit。 (3)命令窗口的New菜单 Script命令。 2. 编辑已有的M文件 open打开M文件,3.1.2 M文件的分类 分类:命令文件(Script File/脚本
2、文件) 函数文件(Function File) 1、命令文件 (1)将需要运行的命令编辑到一个命令文件中,然后在MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字,就会顺序执行命令文件中的命令。 (2) 对于一些比较简单的问题 ,在指令窗中直接输入指令计算. (3)对于复杂计算,采用命令文件最为合适. MATLAB只是按文件所写的指令执行.,命令文件,M命令文件的特点是: 命令文件的构成比较简单,只是一串按用户意图排列而成的(包括控制流和指令在内的)MATLAB指令集合 M文件中定义的变量为全局变量.命令文件运行后 ,所产生的所有变量都驻留在 MATLAB基本工作空间( workspace)中。只要用户
3、不使用清除指令(clear), MATLAB指令窗不关闭,这些变量将一直保存在基本工作空间中,例3.1 建立一个命令文件将变量a,b的值互换,然后运行该命令文件。 首先建立命令文件并以文件名e1.m存盘: clear; a=1:10; b=11,12,13,14;15,16,17,18; c=a;a=b;b=c; a b 然后在MATLAB的命令窗口中输入e1,将会执行该命令文件。,目录,函数文件,与命令文件不同 ,函数文件犹如一个“黑箱”,把一些数据送进并经加工处理,再把结果送出来. MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的.,用M文件自定义函数,开头为: function yn
4、ame = fname(xname) yname: 因变量名,fname: 函数名,xname:自变量名. 文件名为fname,即与函数名相同.,例3.2 建立一个函数文件将变量a,b的值互换,然后在命令窗口调用该函数文件。 首先建立函数文件e2.m: function a,b=e2(a,b) % ee2 c=a;a=b;b=c; 调用:a,b=e2(2,3) 然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件: clear; x=1:10; y=11,12,13,14;15,16,17,18; x,y=e2(x,y),目录,由上例可以看出函数文件的一般格式为:,function 输出表函数名(输入表
5、) 注释说明部分 函数体语句,函数文件的第一行必须是以关键字function开始,表明该文件是函数文件输入表是以逗号相分隔的形参输出表是函数的返回值如果返回值只有一个方括号可以省略;如果返回值不止一个,输出表中的各个变量要以逗号隔开,标准的函数文件基本结构 (1)函数定义行(关键字function) functionout1,out2,. = filename(in1,in2,.) 输入和输出(返回)的参数个数分别由nargin和nargout两个MATLAB保留的变量来给出。,标准的函数文件基本结构 (2)第一行帮助行,即H1行以(%)开头,作为lookfor指令搜索的行,可以使程式易于了解
6、与管理。特别要说明的是,第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能,以便lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。 举例来说,e2.m的第一注解行包含ee2这个字,因此如果键入lookfor ee2,MATLAB即可列出所有在第一注解行包含ee2的M档案,因而e2.m也会被列名在内。,(3)函数体说明及有关注解,以(%)开头,用以说明函数的作用及有关内容 (4)函数体语句 函数体内使用的除返回和输入变量这些在function语句中直接引用的变量以外的所有变量都是局部变量,即在该函数返回之后,这些变量会自动在MATLAB的工作空间中清除掉。如果希望这些中间变量成为在整个程序中都起作用的变量
7、,则可以将它们设置为全局变量.,例3.3 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。 函数文件如下: function s,p=fcircle(r) %CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r %r 圆半径 %s 圆面积 %p 圆周长 s=pi*r*r; p=2*pi*r; 将以上函数文件以文件名fcircle.m存入c:matlabr11work下,然后在MATLAB命令窗口调用该函数: s,p=fcircle(10),目录,s = 13823/44 p = 7100/113,例3.4 建立一个自变量为m, n
8、的函数,用其构造mn矩阵,其元素随机取均匀分布在09中的整数: function a=randint(m,n) a=floor(10*rand(m,n); 以上两句存为M文件randint.m. 用法: A=randint(2,3) %z则A为23矩阵,其元素为随机取自09中的整数. 函数M文件中的变量为局部变量,要想在Command Window 或其他M文件中可调用,必须在这些地方把此变量说明为global: 例如,global a; 注意,M文件必须存放在MATLAB的搜索路径中才可被调用.,函数调用 函数调用的一般格式是: 输出实参表=函数名(输入实参表) 例3.5 利用函数文件,实现
9、直角坐标(x,y)与极坐标(,)之间的转换。 函数文件tran.m: function rho,theta=tran(x,y) rho=sqrt(x*x+y*y); theta=atan(y/x); 调用tran.m的命令文件main1.m: x=input(Please input x=:); y=input(Please input y=:); rho,the=tran(x,y); rho the,目录,例3.6 利用函数的递归调用,求n!。 递归调用函数文件factor.m: function f=factor(n) if n=1 f=1; else f=factor(n-1)*n; e
10、nd 在命令文件main2.m中调用函数文件factor.m求s=1!+2!+3!+4!+5!。,目录,n=input(Please input n=:); s=0; for i=1:n nfa=factor(i); s=s+nfa; end s, main2 Please input n=:5 s = 153,函数所传递参数的可调性 在调用函数时,MATLAB用两个永久变量nargin和nargout分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。只要在函数文件中包含这两个变量,就可以准确地知道该函数文件被调用时的输入输出参数个数,从而决定函数如何进行处理。,目录,例3.7 nargin用法
11、示例。 函数文件examp.m: function fout=examp(a,b,c) if nargin=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2; end 命令文件mydemo.m: x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3),目录, mydemo ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 21,3.2 数据的输入输出,3.2.1 input函数 调用格式为: A=input(提示信息,选项); 其中,提示信息为一个字符串,用于提
12、示用户输入什么样的数据。 如果在input函数调用时采用s选项,则允许用户输入一个字符串。 例如,想输入一个人的姓名,可采用命令: xm=input(Whats your name?,s) Whats your name?xiaowei xm = xiaowei,目录,3.2.2 disp函数 调用格式为 disp(输出项) 其中输出项既可以为字符串,也可以为矩阵。 注意:用disp函数显示矩阵时将不显示矩阵的名字,而且其格式更紧密,且不留任何没有意义的空行。,目录,例3.4 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 程序如下: a=input(a=?); b=input(b=?); c=i
13、nput(c=?); d=b*b-4*a*c; x=(-b+sqrt(d)/(2*a),(-b-sqrt(d)/(2*a); disp(x1=,num2str(x(1),x2=,num2str(x(2),目录,disp(x) 显示x的内容,与x 的区别是: 前者仅显示x的内容,后者多个x=.,a=? 3 b=? 4 c=? 9 x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i,3.2.3 pause函数 其调用格式为: pause(延迟秒数) 如果省略延迟时间,直接使用pause,则将暂停程序,直到用户按任一键后程序继续执行。 若要强行中止程序的运行可使用Ctrl
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