MATLAB7程序设计MATLAB7教程.ppt
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1、MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社第10章 MATLAB 7程序设计 教学目标 教学重点 教学过程1/28/20231MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社教学目标用交互式一的方式来编写程序适用于命令行比较简单,输入比较方便,同时处理的问题步骤较少的情况。当需要处理重复、复杂且容易出错的问题时,可以进行控制流的程序设计,这就是M文件的编程工作方式。1/28/20232MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社教学重点MATLAB 7的控制流语言变量和函数的种类了解程序的调试和优化1/28/20233MATLAB 7
2、简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社教学过程M文本编辑器的基本知识MATLAB 7的控制流语言变量和函数的种类程序设计的辅助函数程序的调试和优化1/28/20234MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社1.M文本编辑器的基本知识 M文本编辑器 M文件的基本属性 M文件的组成部分 脚本式M文件 函数式M文件 1/28/20235MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(1)M文本编辑器M文件的语法类似于一般高级语言,是一种程序化的编程语言,但是,与传统的高级语言相比,M文件又有自己的特点。它只是一个简单的ASC型码文本文件,因此,它的语
3、法比一般的高级语言要简单,程序也容易调试,并且有很好的交互性。1/28/20236MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社M文件的基本属性M文件有两种,一种为脚本式(Script),一种为函数式(Function)。函数M文件必须满足一些标准,另外,它们还应该满足一些MATLAB 7的属性。主要有以下几点:函数式M文件名和出现在文件的第一行的函数名必须相同。实际上,MATLAB 7忽略了第一行的函数名,并且根据存储在硬盘上的文件名来执行函数。1/28/20237MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社M文件的组成部分函数式M文件的组成部分。调出M
4、edit窗口,在里边输入如下内容:function f=fact(n)%函数的定义行%Compute a factorial value.%H1行%FACT(N)returns the factorial of N,%帮助文本%usually denoted by N!%Put simply,FACT(N)is PROD(1:N).%注释f=prod(1:n);%函数体1/28/20238MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社M文件的组成部分及其功能 M文件的组成部分及其功能 组 成 部 分描 述函数定义行(仅限于函数式M文件)定义函数名,以及输入和输出变量的数目和顺
5、序H1 行H1行对程序进行概括性的描述,使用help和lookfor命令都可以调出此行帮助文本这是比H1 行更详细的帮助信息,使用help命令时与H1行一起显示函数体函数体是M文件的主要部分,程序的计算和设计都在此实现注释解释程序行的意义1/28/20239MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(2)脚本式M文件 用户可以将需要重复输入的所有命令按顺序放到一个扩展名为m的文本文件下,每次运行时只要输入该M文件的文件名即可。用户自己创建的M文件的文件名要避免与MATLAB 7的内置函数和工具箱中的函数重名,以免发生内置函数被替换的情况。1/28/202310MATLAB
6、 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社脚本式M文件举例本脚本式M文件绘制一个正弦曲线:%此文件用于绘制【2pi,2pi】区间的正弦曲线图x=-2*pi:0.05:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,c+)legend(正弦曲线图)1/28/202311MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(3)函数式M文件函数式M文件一般都要自带参数,并且有返回结果。函数式M文件的第一行都是以function开始,说明此文件是一个函数。函数式M文件中的变量都不是全局变量,仅在函数运行期间有效,函数运行完毕之后,它所定义的变量将从工作区间中清除。1/28/202
7、312MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社函数式M文件举例例11-4 判断某一年是否为闰年。解:调出Medit窗口,在里边输入如下内容。%该函数用于判断某一年是否为闰年%使用格式为isleapea(y),其中y是用户所要计算的年份function isleapyear(year)sign=0;if rem(year,4)=0 sign=sign+1;endif rem(year,100)=0 sign=sign-1;end if rem(year,400)=0 sign=sign+1;end if sign=1 fprintf(%4d year is a leap
8、year.n,year)else fprintf(%4d year is not a leap year.n,year)end1/28/202313MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社2.控制流最简单的程序控制就是顺序结构,用户依次输入命令语句即可。MATLAB 7语言还提供了4种高级的控制结构。它们是:if-else-end结构、switch-case-otherwise-end结构、for循环和while循环。1/28/202314MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(1)顺序结构 顺序结构是最简单的程序结构,用户在编写好程序之后,系
9、统将按照程序的物理位置顺次执行。a=1;b=2;c=3;s1=a+bs2=s1+cs3=s2/s21/28/202315MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(2)ifend语句只有一种选择时的情况 if 表达式执行语句end 1/28/202316MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社ifend语句有两种选择时的情况 if 表达式 执行语句1 else 执行语句2end 1/28/202317MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社ifend语句 有3种或3种以上选择时的情况 if 表达式1 表达式1为真时的执行语句
10、1 elseif表达式2 表达式2为真时的执行语句2 elseif表达式3 表达式3为真时的执行语句3elseifelse 所有的表达式都为假时的执行语句 end1/28/202318MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(3)switchcaseend语句 switch开关语句 case条件语句,执行语句,执行语句 case 条件语句1,条件语句2,条件语句3,执行语句,执行语句 otherwise,执行语句,执行语句 end1/28/202319MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(4)trycatchend try-catch模块给用
11、户提供了一种错误捕获机制。换句话说,利用try-catch模块,MATLAB 7编译系统发现的错误将被其捕获,用户可以控制MATLAB 7怎样对发生的错误进行处理。try 执行语句1catch执行语句 2end1/28/202320MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(5)for循环语句 For语句是一种循环语句,可以让用户很方地实现循环操作,从而可以从容地应付大规模的循环语句。for i=表达式,执行语句,执行语句 end1/28/202321MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(6)while循环语句 与for循环不同,while循环
12、的判断控制可以是逻辑判断语句,因此,它的循环次数可以是一个不定数。这样就赋予了它比for循环更广泛的用途。while表达式 执行语句end1/28/202322MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(7)人机交互命令终止命令break和return 继续命令continue 等待用户反应命令pause echo命令 用户输入提示命令input 请求键盘输入命令keyboard 1/28/202323MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社3.变量和函数种类 与其他语言一样,MATLAB 7的变量有输入变量、输出变量和函数内使用的变量之分,而函数
13、也有主函数、局部函数和子函数之分,本节将介绍这些不同种类变量和函数的特点。1/28/202324MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社(1).函数变量及其作用域在MATLAB 7语言中,变量可以分为输入变量、输出变量和函数内使用的变量。输入变量相当于函数的入口数据,也是一个函数操作的主要对象,从某种意义上来说,函数的功能在于对输入变量进行一定的操作从而实现一定的功能。函数的输入变量为局部变量,函数对输入变量的一切操作和修改如果不依靠输出变量的话,将不会影响工作区间中该变量的值。1/28/202325MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社函数变
14、量及其作用域变量的输入和输出规则 局部变量 全局变量 永久变量 1/28/202326MATLAB 7 简明教程简明教程 清华大学出版社清华大学出版社变量的输入和输出规则 MATLAB 7可以有任意数量的输入和输出变量。这些参数的特性和规则如下所示:(1)函数式M文件可以没有输入和输出变量。(2)函数可以用比M文件中的函数定义行所规定的输入输出变量更少的变量进行调用。但是不能用比规定的输入输出变量更多的变量进行调用。(3)在一次调用中所用到的输入和输出变量的个数可以通过分别调用函数nargin和nargout来确定。因为nargin和nargout是函数而不是变量,所以用户不能用诸如nargi
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