03MATLAB程序设计.ppt

第三讲：第三讲：MATLAB程序设计程序设计教师：刘北战教师：刘北战数学软件与数学实验数学软件与数学实验11.1 MATLAB的工作模式的工作模式指令驱动模式指令驱动模式 通常通常matlab以指令驱动模式工作，即在以指令驱动模式工作，即在matlab 窗口下当用户输入单行指令时，窗口下当用户输入单行指令时，matlab 立即处理这条指令，并显示结果，这就是立即处理这条指令，并显示结果，这就是matlab命令行方式。命令行方式。命令行操作时，命令行操作时，matlab窗口只允许一次执行一窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。行上的一个或几个语句。一、一、M文件文件2例例 指令驱动指令驱动,一行一条指令一行一条指令 x1=0:10 x1=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x2=0:3:11 x2=0 3 6 9 x3=11.5:-3:0 x3=11.5000 8.5000 5.5000 2.50003命令行驱动，一行多条指令命令行驱动，一行多条指令 x1=0:10,x2=0:3:11,x3=11.5:-3:0 x1=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x2=0 3 6 9x3=11.5000 8.5000 5.5000 2.5000n在在matlab窗口输入数据和命令进行计算时，当窗口输入数据和命令进行计算时，当处理复杂问题和大量数据时是不方便的。处理复杂问题和大量数据时是不方便的。n命令行命令行方式程序可读性差，而且不能存储，对方式程序可读性差，而且不能存储，对于复杂的问题，应编写成能存储的程序文件。于复杂的问题，应编写成能存储的程序文件。4 M文件模式文件模式将将matlab语句构成的程序存储成以语句构成的程序存储成以m为扩展名的为扩展名的文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文件模式。为程序文件模式。程序文件不能在命令窗口下建立，因为命令窗口程序文件不能在命令窗口下建立，因为命令窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。只允许一次执行一行上的一个或几个语句。5 脚本文件：脚本文件：将原本要在将原本要在MATLAB环境下直环境下直接输入的多条语句，存放为接输入的多条语句，存放为.m后缀的文件，在后缀的文件，在命令行键入文件名，替代多条语句，一次执行命令行键入文件名，替代多条语句，一次执行成批命令。成批命令。函数文件：函数文件：以固定格式书写的程序代码，以固定格式书写的程序代码，第一行是函数定义行。和第一行是函数定义行。和C语言，语言，Fortran等等语言程序一样。语言程序一样。用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件可以根据调用方式的不同分为两类：脚本文件（命令文件）(Script File)和函数文件(Function File)1.2 M文件文件6 脚本文件函数文件定义行无需定义行必须有输入输出变量无有数据传送直接访问work space中所有变量通过函数形参传递数据编程方法直接选取MATLAB中执行的语句精心设计完成指定功能用途重复操作MATLAB功能扩展两种文件对比71.3 M文件的创建文件的创建n m文件的类型是普通的文本文件，我们可以使用文件的类型是普通的文本文件，我们可以使用系统认可的文本文件编辑器来建立系统认可的文本文件编辑器来建立m文件。如文件。如MATLAB下的下的m文件编辑器、文件编辑器、windows的的记事本记事本和和word等。等。n具体的创建方法：具体的创建方法：1、edit 用matlab自带的编辑器编制m文件。8启动启动MATLAB文本编辑器有文本编辑器有3种方法：种方法：(1)菜单操作菜单操作。从。从MATLAB主窗口的主窗口的File菜单菜单中选择中选择New菜单项，再选择菜单项，再选择M-file命令，屏幕命令，屏幕上将出现上将出现MATLAB 文本编辑器窗口。文本编辑器窗口。910(2)命令操作命令操作。在。在MATLAB命令窗口输入命令命令窗口输入命令edit，启动，启动MATLAB文本编辑器后，输入文本编辑器后，输入M文文件的内容并存盘。件的内容并存盘。(3)命令按钮操作命令按钮操作。单击。单击MATLAB主窗口工具主窗口工具栏上的栏上的New M-File命令命令按钮按钮，启动，启动MATLAB文本编辑器后，输入文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。文件的内容并存盘。112.利用WINDOWS下的记事本创建m文件123.点击点击file Save Workspace As 将将工作空间中的工作空间中的内容存入文件。内容存入文件。4.word 用用word编辑编辑m文件。文件。注意：所创建的注意：所创建的m文件必须纳入文件必须纳入matlab搜索路径搜索路径 后，才能在后，才能在matlab命令窗口运行。命令窗口运行。M文件创建之后以.m文件后缀形式保存到硬盘目录下13nMatlab搜索路径的设置搜索路径的设置 matlab7.0 缺省路径是缺省路径是C:MATLAB701work 若创建的若创建的M文件放在新创建的目录下，可通过文件放在新创建的目录下，可通过MATLAB菜单菜单files/Set Path 进行路径的添加进行路径的添加141.3.1 命令文件命令文件 简单的简单的m文件文件 命令文件实际上是一串指令的集合，与在命令窗命令文件实际上是一串指令的集合，与在命令窗口逐行执行文件中的所有指令，其结果是一样的。口逐行执行文件中的所有指令，其结果是一样的。没有输入输出参数。没有输入输出参数。1.3 M文件的格式文件的格式15n（1）命令文件格式）命令文件格式n包括两部分：注释文件和程序文件包括两部分：注释文件和程序文件%RANK Number of linearly independent rows or columns.%K=RANK(X)is the number of singular values of X%that are larger than MAX(SIZE(X)*NORM(X)*EPS.%K=RANK(X,tol)is the number of singular values of X that%are larger than tol.%Copyright(c)1984-94 by The MathWorks,Inc.s=svd(x);if(nargin=1)tol=max(size(x)*max(s)*eps;endr=sum(s tol);程序部分16（2）命令）命令m文件建立及其运行文件建立及其运行n建立建立 包括以下步骤：包括以下步骤：n 进入进入m文件编辑器文件编辑器n 输入程序输入程序n 定义文件名，保存程序定义文件名，保存程序n命令命令M文件的运行方式：文件的运行方式：n直接在命令窗口输入该文件的文件名直接在命令窗口输入该文件的文件名n在在m文件编辑器中打开该文件后点击工具条中文件编辑器中打开该文件后点击工具条中的的“运行运行”按钮按钮17例例 将两个矩阵相加将两个矩阵相加n1、输入程序：、输入程序：n%对两个矩阵相加对两个矩阵相加nclcnclearna=1,2,3;nb=4,5,6;nc=a+b2、保存到当前工作路径为myadd.m3、在命令窗口输入myadd，回车或打开文件，点击运行按钮给出结果：c=5 7 918打开已有的打开已有的M文件，也有文件，也有3种方法：种方法：(1)菜单操作菜单操作。从。从MATLAB主窗口的主窗口的File菜单菜单中选择中选择Open命令，则屏幕出现命令，则屏幕出现Open对话框，对话框，在在Open对话框中选中所需打开的对话框中选中所需打开的M文件。在文件。在文档窗口可以对打开的文档窗口可以对打开的M文件进行编辑修改，文件进行编辑修改，编辑完成后，将编辑完成后，将M文件存盘。文件存盘。(2)命令操作命令操作。在。在MATLAB命令窗口输入命令：命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的文件名，则打开指定的M文件。文件。(3)命令按钮操作命令按钮操作。单击。单击MATLAB主窗口工具主窗口工具栏上的栏上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的中选择所需打开的M文件。文件。191.3.2 matlab函数文件函数文件（1）函数）函数（和（和C语言既有相同又有不同之处）语言既有相同又有不同之处）函数工作空间函数工作空间：在函数运行时，在内存中开辟一块：在函数运行时，在内存中开辟一块存储空间，存储函数命令和运行中间结果，运行完存储空间，存储函数命令和运行中间结果，运行完就释放。与就释放。与workspace对应。对应。函数变量函数变量：形参为输入变量，返回值为输出变量。：形参为输入变量，返回值为输出变量。可以有多个返回值。可以有多个返回值。20（2）matlab函数内置文件函数内置文件 matlab自定义的函数文件称内置函数文件自定义的函数文件称内置函数文件 调用内置函数的方法：调用内置函数的方法：使用函数名并给出相使用函数名并给出相应的入口、出口参数即可。应的入口、出口参数即可。例：例：sin.m函数函数用用type指令显示其指令显示其m文件文件内容内容 type sin sin is a built-in function.例例 输入程序：输入程序：x=0:2*pi/180:2*pi;y=sin(x)plot(x,y)保存为mymfile.m后运行21 matlab拥有大量的内置数学函数，供我们在拥有大量的内置数学函数，供我们在数值运算和符号运算中调用。数值运算和符号运算中调用。如如 sqrt(x)求求x的平方根的平方根 abs(x)求求x的绝对值的绝对值 det(a)求行列式的值求行列式的值 等等。等等。22n matlab用户可以根据需要编辑自己的用户可以根据需要编辑自己的m文件，文件，它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大地扩展了地扩展了matlab 的能力。的能力。n对于某一类特殊问题，如创建了许多对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文件，函数文件，则可形成新的工具箱。则可形成新的工具箱。n这种用这种用matlab语言创建定义新的语言创建定义新的matlab函数的函数的功能，正体现了功能，正体现了matlab语言强大的扩展功能。语言强大的扩展功能。(3).用户定义函数m文件 需要输入变量，返回输出变量 23函数函数m文件的格式：文件的格式：function 返回变量返回变量=函数名（输入变量）函数名（输入变量）注释说明语句段注释说明语句段 程序语句段程序语句段例例 编写函数文件求半径为编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。的圆的面积和周长。函数文件如下：函数文件如下：function s,p=fcircle(r)%calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r，s，p分别为圆的半径、面积以及周长分别为圆的半径、面积以及周长%2008年年10月月20日编日编s=pi*r*r;p=2*pi*r;241.函数函数m文件第一行必须以单词文件第一行必须以单词function作为引导词，表示该作为引导词，表示该M文件是一文件是一 个函数文件，必须遵循如下形式：个函数文件，必须遵循如下形式：function=()2.函数名的命名规则与变量名相同，函数名的命名规则与变量名相同，m文件的文件名必须是文件的文件名必须是 .m。3.输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形 参多于一个时，则应该用方括号括起来。参多于一个时，则应该用方括号括起来。4.程序中的变量均为局部变量，不保存在工作空间中。其变量只在函数程序中的变量均为局部变量，不保存在工作空间中。其变量只在函数 运行期间有效。运行期间有效。特定规则：特定规则：25(4).函数函数m文件的调用文件的调用 函数调用的一般格式是：函数调用的一般格式是：输出实参表输出实参表=函数名函数名(输入实参表输入实参表)要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。则会出错。函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。实现参数传递，然后再执行函数的功能。26 例例 利用函数文件，实现直角坐标利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标与极坐标(,)之之间间的转换。的转换。1、建立函数文件、建立函数文件function rho,theta=tran(x,y)rho=sqrt(x2+y*y);theta=atan(y/x);2、保存为、保存为 tran.m3、编写命令文件、编写命令文件main1.m调用调用tran.m：x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);rho,the=tran(x,y);rhothe MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。27例例 分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度f转换为转换为摄氏温度摄氏温度c。程序程序1：首先建立命令文件并以文件名首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盘。存盘。clear;%清除工作空间中的变量清除工作空间中的变量f=input(Input Fahrenheit temperature：);c=5*(f-32)/9然后在然后在MATLAB的命令窗口中输入的命令窗口中输入f2c，将会执行该命，将会执行该命令文件，执行情况为：令文件，执行情况为：Input Fahrenheit temperature：73c=22.777828程序程序2：首先建立函数文件首先建立函数文件f2c.m。function c=f2c(f)c=5*(f-32)/9;然后在然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。的命令窗口调用该函数文件。clear;y=input(Input Fahrenheit temperature：);x=f2c(y)输出情况为：输出情况为：Input Fahrenheit temperature：70c=21.1111x=21.111129 局部变量和全局变量：局部变量和全局变量：局部变量只存在于单个函数工作空间，全局变量局部变量只存在于单个函数工作空间，全局变量通过通过global定义，可穿行于不同函数工作空间，定义，可穿行于不同函数工作空间，包括基本工作空间包括基本工作空间workspace。(5).函数文件的其他相关概函数文件的其他相关概念念30 函数文件的函数文件的内部变量是局部内部变量是局部的，与其他函的，与其他函数及数及MATLAB内存相互隔离；内存相互隔离；而如果在若干函数中把某一变量定义为全而如果在若干函数中把某一变量定义为全局变量，那么这些函数将公用这个变量，局变量，那么这些函数将公用这个变量，全全局变量的作用域是整个局变量的作用域是整个MATLAB的工作区，的工作区，即全程有效即全程有效，所有函数都可以对其存取和修，所有函数都可以对其存取和修改。改。全局变量是函数之间传递数据的一个方式全局变量是函数之间传递数据的一个方式 全局变量用全局变量用global命令定义，格式为：命令定义，格式为：global 变量名变量名 31例例 全局变量应用示例全局变量应用示例function f=wadd(x,y)global ALPHA BETAf=ALPHA*x+BETA*y;在命令窗口中输入：在命令窗口中输入：global ALPHA BETAALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2)先建立函数文件先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权，该函数将输入的参数加权相加。相加。调用第二个函数文件sin/cos函数sin(ALPHA)+cos(BETA)ans=0.4253若无全局变量定义，第二若无全局变量定义，第二个函数出错个函数出错32n每个希望共享全局变量的函数或每个希望共享全局变量的函数或MATLAB工作工作空间空间,必须逐个用必须逐个用global对具体变量加以专门对具体变量加以专门定义定义.没采用没采用global定义的函数或基本工作空定义的函数或基本工作空间间,将无权享用全局变量将无权享用全局变量n值得指出的是：程序设计中，全局变量固然可值得指出的是：程序设计中，全局变量固然可带来某些方便，但却破坏了函数对变量的封装，带来某些方便，但却破坏了函数对变量的封装，降低了程序的可读性和可靠性；降低了程序的可读性和可靠性；n当设计程序较大，子函数较多时，全局变量给当设计程序较大，子函数较多时，全局变量给程序调试和维护带来不便，如果一定要用全局程序调试和维护带来不便，如果一定要用全局变量，要起一个特别的名字，以免误被修改变量，要起一个特别的名字，以免误被修改33子函数子函数:在一个在一个m文件中可以有多个函数，其中和文件名同名的函文件中可以有多个函数，其中和文件名同名的函数为主函数，其余为子函数，只存在于主函数工作空间。外数为主函数，其余为子函数，只存在于主函数工作空间。外部程序只能对主函数进行调用。部程序只能对主函数进行调用。性质性质:1.每个子函数的第一行是其自己的函数申明行。每个子函数的第一行是其自己的函数申明行。2.在在m函数文件内，主函数的位置不可改变，但子函数的排函数文件内，主函数的位置不可改变，但子函数的排列次序可以任意改变。（第一个出现的是主函数）列次序可以任意改变。（第一个出现的是主函数）3.子函数只能被处于同一文件的主函数或子函数调用。子函数只能被处于同一文件的主函数或子函数调用。4.在在m函数文件中，任何指令通过函数文件中，任何指令通过“名字名字”对函数进行调用对函数进行调用时，子函数的优先级仅次于内装函数。时，子函数的优先级仅次于内装函数。5.同一文件的主函数、子函数的工作空间都是彼此独立的。同一文件的主函数、子函数的工作空间都是彼此独立的。各函数间的信息，或通过输入输出宗量传递，或通过全局变各函数间的信息，或通过输入输出宗量传递，或通过全局变量传递。量传递。6.help,lookfor等帮助指令都不能提供关于子函数的任何帮等帮助指令都不能提供关于子函数的任何帮助信息。助信息。34私人函数私人函数 存放于存放于private目录中的函数（目录中的函数（m文件）。为其父文件）。为其父目录中的多个函数所共享。目录中的多个函数所共享。性质性质:1.私用函数的构造与普通私用函数的构造与普通m函数完全相同。函数完全相同。2.私用函数只能被私用函数只能被private目录的直接父目录上的目录的直接父目录上的m函数文件函数文件调用。它不能被其他目录的任何调用。它不能被其他目录的任何m函数、函数、m脚本文件或脚本文件或MATLAB指令窗中的命令所调用，也不能被直接父代目录上指令窗中的命令所调用，也不能被直接父代目录上的的m脚本文件调用。脚本文件调用。3.M文件中，任何指令通过文件中，任何指令通过“名字名字”对函数进行调用时，私对函数进行调用时，私用用函数的优先级虽低于内装函数和子函数，但高于其他任何目函数的优先级虽低于内装函数和子函数，但高于其他任何目录上的函数。录上的函数。4.help,lookfor等帮助指令都不能提供关于子函数的任何帮等帮助指令都不能提供关于子函数的任何帮助信息。助信息。35 函数参数的可调性函数参数的可调性 在调用函数时，在调用函数时，MATLAB用两个永久变量用两个永久变量nargin和和nargout分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。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。处理。36例例 nargin用法示例用法示例函数文件函数文件charray.m：function fout=charray(a,b,c)if nargin=1 fout=a;elseif nargin=2 fout=a+b;elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2;end 命令文件命令文件mydemo.m：x=1:3;y=1;2;3;charray(x)charray(x,y)charray(x,y,3)ans=1 2 3ans=2 4 6ans=2137 跨空间变量传递一、跨空间计算串表达式值的指令：evalin(workspace,expression)跨空间计算串表达式值evalin(workspace,expression1,expression2)跨空间计算替代串表达式值其中：workspace可取两个值：base和caller第一个调用格式中，workspace取base时计算eval(expression)时，将从基本工作空间获得变量值；当去后者时表示将从主调函数工作空间获得变量值。第二个调用格式中，先从所在函数空间获取变量值，用eval(expression1)计算原串表达式；若计算失败，在workspace指定的工作空间获得变量值，在通过eval(expression2)计算替代串表达式。38二、跨空间赋值跨空间赋值的指令：assignin(workspace,VN,x)跨空间向VN变量赋值其中：把当前工作空间内变量x的值赋给workspace指定空间名的VN39二、程序控制结构二、程序控制结构1数据的输入输出数据的输入输出1.1 数据的输入数据的输入 从键盘输入数据，则可以使用从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，该函函数来进行，该函数的调用格式为：数的调用格式为：A=input(提示信息，选项提示信息，选项)；其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据。什么样的数据。如果在如果在input函数调用时采用函数调用时采用s选项，则允许用选项，则允许用户输入一个字符串。例如，想输入一个人的姓户输入一个字符串。例如，想输入一个人的姓名，可采用命令：名，可采用命令：xm=input(Whats your name?,s);401.2数据的输出数据的输出 MATLAB提供的命令窗口输出函数主要有提供的命令窗口输出函数主要有disp函数，其调用格式为函数，其调用格式为 disp(输出项输出项)其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。41 例例 输入输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：程序如下：x=input(Input x please.);y=input(Input y please.);z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);Input x please.23Input y please.6 6 2342例例 求一元二次方程求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。的根。程序如下：程序如下：a=input(a=?);b=input(b=?);c=input(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);a=?10b=?23c=?5x1=-0.24308,x2=-2.0569432.程序结构程序结构2.1 顺序结构顺序结构只需将程序语句顺序排列即可只需将程序语句顺序排列即可 2.2 选择结构选择结构1if 语句语句2switch语句语句3try 语句语句2.3 循环结构循环结构1for 语句语句2while 语句语句3循环的嵌套循环的嵌套442.2 选择结构选择结构1if语句语句 在在MATLAB中，中，if语句有语句有3种格式。种格式。(1)单分支单分支if语句：语句：if 条件条件 语句组语句组 end 当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行续执行if语句的后继语句，若条件不成立，则语句的后继语句，若条件不成立，则直接执行直接执行if语句的后继语句。语句的后继语句。45 (2)双分支双分支if语句：语句：if 条件条件 语句组语句组1 else 语句组语句组2 end 当条件成立时，执行语句组当条件成立时，执行语句组1，否则执行语句，否则执行语句组组2，语句组，语句组1或语句组或语句组2执行后，再执行执行后，再执行if语句语句的后继语句。的后继语句。46例例 计算分段函数的值。计算分段函数的值。程序如下：程序如下：x=input(请输入请输入x的值的值:);if x=A&c=a&c=0&c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end492switch语句语句 switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式为：语句，其语句格式为：switch 表达式表达式 case 表达式表达式1 语句组语句组1 case 表达式表达式2 语句组语句组2 case 表达式表达式m 语句组语句组m otherwise 语句组语句组n end50 当表达式的值等于表达式当表达式的值等于表达式1的值时，执行语句组的值时，执行语句组1，当表达式的值等于表达式当表达式的值等于表达式2的值时，执行语句组的值时，执行语句组2，当表达式的值等于表达式当表达式的值等于表达式m的值时，执行语句组的值时，执行语句组m，当表达式的值不等于当表达式的值不等于case所列的表达式的值时，执行语句组所列的表达式的值时，执行语句组n。当任意一个分支的语句执行完后，直接执行当任意一个分支的语句执行完后，直接执行switch语句的下一语句的下一句。句。51例例 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下如下(商品价格用商品价格用price来表示来表示)：price200 没有折扣没有折扣 200price500 3%折扣折扣 500price1000 5%折扣折扣 1000price2500 8%折扣折扣 2500price mtimesInner matrix dimensions must agree.552.3 循环结构循环结构1for语句语句for语句的格式为：语句的格式为：for 循环变量循环变量=表达式表达式1:表达式表达式2:表达式表达式3 循环体语句循环体语句end其中表达式其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式的值为循环变量的初值，表达式2的的值为步长，表达式值为步长，表达式3的值为循环变量的终值。步的值为循环变量的终值。步长为长为1时，表达式时，表达式2可以省略。可以省略。56例例 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。该数为水仙花数。输出全部水仙花数。程序如下：程序如下：for m=100:999m1=fix(m/100);%求求m的百位数字的百位数字m2=rem(fix(m/10),10);%求求m的十位数字的十位数字m3=rem(m,10);%求求m的个位数字的个位数字 rem求余数求余数if m=m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend结果：153 370 371 40757例例 已知已知，当，当n=100时，求时，求 的值。的值。程序如下程序如下:y=0;n=100;for i=1:ny=y+1/(2*i-1);endyy=3.284358 在实际在实际MATLAB编程中，采用循环语句会降编程中，采用循环语句会降低其执行速度，所以前面的程序通常由下面的程低其执行速度，所以前面的程序通常由下面的程序来代替：序来代替：n=100;i=1:2:2*n-1;y=sum(1./i);yy=3.284359for语句更一般的格式为：语句更一般的格式为：for 循环变量循环变量=矩阵表达式矩阵表达式 循环体语句循环体语句 end 执行过程是依次将矩阵的各列元素赋给循环变量，执行过程是依次将矩阵的各列元素赋给循环变量，然后执行循环体语句，直至各列元素处理完毕。然后执行循环体语句，直至各列元素处理完毕。60例例 写出下列程序的执行结果。写出下列程序的执行结果。s=0;a=1,2,3;5,6,7;8,9,10 for k=a s=s+k;end disp(s);a=1 2 3 5 6 7 8 9 10disp(s);6 18 27612while语句语句 while语句的一般格式为：语句的一般格式为：while(条件条件)循环体语句循环体语句 end 其执行过程为：若条件成立，则执行循其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环。如果不成立则跳出循环。62程序如下：程序如下：sum=0;cnt=0;val=input(Enter a number(end in 0):);while(val=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input(Enter a number(end in 0):);endif(cnt 0)sum mean=sum/cntend例例 从键盘输入若干个数，当输入从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这时结束输入，求这些数的平均值和它们之和。些数的平均值和它们之和。Enter a number(end in 0):5Enter a number(end in 0):6Enter a number(end in 0):8Enter a number(end in 0):0sum=19mean=6.3333633循环的嵌套循环的嵌套 如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。例例17 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如数，如6=1+2+3，所以，所以6是完数。求是完数。求1,500之间的全部完数。之间的全部完数。for m=1:500s=0;for k=1:m/2if rem(m,k)=0%rem求求m/k的余数的余数s=s+k;endendif m=s disp(m);endend 6 28 496643程序流控制程序流控制（1）break语句和语句和continue语句语句 与循环结构相关的语句还有与循环结构相关的语句还有break语句和语句和continue语句。它们一般与语句。它们一般与if语句配合使用。语句配合使用。break语句语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。的下一语句。continue语句语句控制跳过循环体中的某些语句。当在控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。有剩下的语句，继续下一次循环。65程序如下：程序如下：for n=100:200if rem(n,21)=0 continueendbreakendn%n/21的余数不等于的余数不等于0则继续下一个则继续下一个循环，即循环，即for循环：循环：n继续加继续加1，直到，直到余数等于零，跳出余数等于零，跳出continue循环体循环体例例 求求100，200之间第一个能被之间第一个能被21整除的整数。整除的整数。n=105 66（2）程序的暂停）程序的暂停n暂停程序的执行可以使用暂停程序的执行可以使用pause函数函数n其调用格式为：其调用格式为：n pause(延迟秒数延迟秒数)n 如果省略延迟时间，直接使用如果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂，则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。n 若要强行中止程序的运行可使用若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。命令。674、函数的嵌套调用、函数的嵌套调用在在MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数。中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数。一个函数调用自身，称为函数的递归调用。一个函数调用自身，称为函数的递归调用。例例 利用函数的递归调用，求利用函数的递归调用，求n！n！本身就是以递归形式调用的，定义如下：显然，求n！，必先求（n-1）！，这时可采用递归调用Function f=factor(n)If n1f=factor(n-1)*nend68在命令文件里调用该函数文件，求1！+2！+3！+4！+5!s=0;for i=1:5s=s+factor(i);ends在命令窗口运行该命令文件，显示结果如下：s=153695、函数参数的可调性MATLAB在函数调用上有一个与一般高级语言不同之处：函数可传递参数数目的可调性，即参数的数目可以改变在调用函数时，MATALB用两个预定义变量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。例 nargin用法示例function fout=charray(a,b,c)If nargin=1fout=a;endIf nargin=2fout=a+b;endif nargin=3fout=(a*b*c)/2;end70三、程序调试三、程序调试 3.1 程序调试概述程序调试概述一般来说，应用程序的错误有两类：一般来说，应用程序的错误有两类：一类是一类是语法错误语法错误，语法错误包括词法或文法的，语法错误包括词法或文法的错误，例如函数名的拼写错、表达式书写错等。错误，例如函数名的拼写错、表达式书写错等。另一类是另一类是运行时的错误运行时的错误。指程序的运行结果有。指程序的运行结果有错误，这类错误也称为程序逻辑错误。错误，这类错误也称为程序逻辑错误。713.2 利用利用debugger调试器调试器nDebugger 主要用来诊断第二类错误。主要用来诊断第二类错误。n在包含函数调用的在包含函数调用的MATLAB 程序运行时，当程序运行时，当发生运行错误时，不会显示出错信息，发生运行错误时，不会显示出错信息，n而在执行结束或出错时，我们只能看到基本工而在执行结束或出错时，我们只能看到基本工作空间（即主程序执行空间）中的变量，各个作空间（即主程序执行空间）中的变量，各个函数工作空间已关闭，因此无法检测各个局部函数工作空间已关闭，因此无法检测各个局部变量。变量。n为此，应采用调试技术来查找问题。为此，应采用调试技术来查找问题。72为查找运行错误，可采用下列技术：为查找运行错误，可采用下列技术：n 在可能发生错误的在可能发生错误的M 文件中，文件中，删去某些语句行末的分号删去某些语句行末的分号，使，使显显示其运行中间结果示其运行中间结果，从中可发现一些问题；，从中可发现一些问题；n 在在M 文件的适当位置上加上文件的适当位置上加上keyboard 命令，使在执行时在此命令，使在执行时在此暂停，从而检查局部工作空间中变量的内容，从中找到出错的线暂停，从而检查局部工作空间中变量的内容，从中找到出错的线索，利用索，利用return 命令可恢复程序的执行；命令可恢复程序的执行；n 注释掉注释掉M 函数文件的函数定义行，使函数文件转变成命令文件，函数文件的函数定义行，使函