第03讲-MATLAB编程入门.pdf
MATLAB 编程入门MATLAB 编程入门 计算机程序就是计算机指令的集合,不同的编程语言，其指令与功能是不一样的.MATLAB 语言是一种面向对象的高级语言,它具有编程效率高、易学易用的优点.计算机程序就是计算机指令的集合,不同的编程语言，其指令与功能是不一样的.MATLAB 语言是一种面向对象的高级语言,它具有编程效率高、易学易用的优点.MATLAB 与其它大部分高级语言一样,有它自己的控制流语句.MATLAB提供如下几种控制流结构：MATLAB 与其它大部分高级语言一样,有它自己的控制流语句.MATLAB提供如下几种控制流结构：一、顺序结构 一、顺序结构 二、循环结构 二、循环结构 三、选择结构 三、选择结构 循环：循环：?For 循环 For 循环?While 循环 While 循环 选择：选择：?If-Else-End 结构 If-Else-End 结构?switch-case-end 结构 switch-case-end 结构 由于这些结构经常包含大量的 MATLAB 命令，故经常出现在 M 文件中.MATLAB支持的控制流语句和C语言支持的控制流语句在调用格式上非常相似.由于这些结构经常包含大量的 MATLAB 命令，故经常出现在 M 文件中.MATLAB支持的控制流语句和C语言支持的控制流语句在调用格式上非常相似.1.For 循环 1.For 循环 For 循环允许一条语句或一组语句被重复执行预先指定的次数。For循环的一般形式是：For 循环允许一条语句或一组语句被重复执行预先指定的次数。For循环的一般形式是：for x=array for x=array 语句 语句 end end 如如：for n=1:10：for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10);x(n)=sin(n*pi/10);end end x x x=x=0.3090 0.5878 0.8090 0.9511 1.0000 0.9511 0.8090 0.5878 0.3090 0.0000 0.3090 0.5878 0.8090 0.9511 1.0000 0.9511 0.8090 0.5878 0.3090 0.0000 注意：注意：(1)For 循环不能用 For 循环内重新赋值循环变量 n 来终止；(1)For 循环不能用 For 循环内重新赋值循环变量 n 来终止；(2)在 For 循环内接受任何有效的 MATLAB 数组；(2)在 For 循环内接受任何有效的 MATLAB 数组；(3)For 循环可按需要进行循环嵌套。(3)For 循环可按需要进行循环嵌套。如：如：For n=1:5 For n=1:5 for m=1:5 for m=1:5 A(n,m)=n2+m2;A(n,m)=n2+m2;end end end end (4)当有一个等效的数组方法来解给定的问题时，应避免用 For 循环。例如，上面的第一个例子可被重写为 (4)当有一个等效的数组方法来解给定的问题时，应避免用 For 循环。例如，上面的第一个例子可被重写为 n=1:10;n=1:10;x=sin(n*pi/10)x=sin(n*pi/10)x=x=0.3090 0.5878 0.8090 0.9511 1.0000 0.9511 0.8090 0.5878 0.3090 0.0000 0.3090 0.5878 0.8090 0.9511 1.0000 0.9511 0.8090 0.5878 0.3090 0.0000 两种方法得出同样的结果，而后者执行更快，更直观，要求较少的输入。两种方法得出同样的结果，而后者执行更快，更直观，要求较少的输入。(5)为了得到最大的速度，在 For 循环(While 循环)被执行之前，应预先分配数组。例如，前面所考虑的第一种情况，在 For 循环内每执行一次命令，变量 x 的大小增加 1。迫使 MATLAB 每通过一次循环要花费时间对 x 分配更多的内存。为了消去这个步骤，For 循环的例子应重写为 (5)为了得到最大的速度，在 For 循环(While 循环)被执行之前，应预先分配数组。例如，前面所考虑的第一种情况，在 For 循环内每执行一次命令，变量 x 的大小增加 1。迫使 MATLAB 每通过一次循环要花费时间对 x 分配更多的内存。为了消去这个步骤，For 循环的例子应重写为 x=zeros(1,10);x=zeros(1,10);for n=1:10 for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10);x(n)=sin(n*pi/10);end end 现在，只有 x(n)的值需要改变。现在，只有 x(n)的值需要改变。例 1 相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔（国际象棋发明者），问他要什么？达依尔回答：“陛下只要在国际象棋棋盘的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放二粒麦子，以后每个格子的麦子数都按前一格的两倍计算。如果陛下按此法给我 64 格的麦子，就感激不尽，其他什么也不要了。”国王想：“这还不容易！”让人扛了一袋麦子，例 1 相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔（国际象棋发明者），问他要什么？达依尔回答：“陛下只要在国际象棋棋盘的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放二粒麦子，以后每个格子的麦子数都按前一格的两倍计算。如果陛下按此法给我 64 格的麦子，就感激不尽，其他什么也不要了。”国王想：“这还不容易！”让人扛了一袋麦子，但很快用光了，再扛出一袋还不够，请你为国王算一下共要给达依尔多少小麦？（1但很快用光了，再扛出一袋还不够，请你为国王算一下共要给达依尔多少小麦？（1 小麦约小麦约颗）颗）解 麦粒总数为 解 麦粒总数为 程序如下：程序如下：a=1;a=1;s=0 s=0 for i=1:64 for i=1:64 s=s+a;s=s+a;a=2*a;a=2*a;end end s=s/1.4/108 s=s/1.4/108 运行后得：运行后得：s=s=1.3176e+011 1.3176e+011 例 2例 2 公元前五世纪我国古代数学家张丘建在算经一书中提出了“百鸡问题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？公元前五世纪我国古代数学家张丘建在算经一书中提出了“百鸡问题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？解 设 x:鸡翁数，则 x 的范围：019 解 设 x:鸡翁数，则 x 的范围：019 y:鸡母数，则 y 的范围：033 y:鸡母数，则 y 的范围：033 z:鸡雏数，则 z 的范围：0100 z:鸡雏数，则 z 的范围：0100 则：则：x+y+z=100 x+y+z=100 5x+3y+z/3=100 5x+3y+z/3=100 这是一个不定方程。这是一个不定方程。D=;D=;for x=0:19 for x=0:19 for y=0:33 for y=0:33 for z=0:100 for z=0:100 if(x+y+z=100)&(5*x+3*y+z/3=100)if(x+y+z=100)&(5*x+3*y+z/3=100)d=d;x,y,z;d=d;x,y,z;end end end end end end end end d d 运行后得结果：运行后得结果：d=d=0 25 75 0 25 75 4 18 78 4 18 78 8 11 81 8 11 81 12 4 84 12 4 84 2.While 循环 2.While 循环 While 循环以不定的次数重复执行一组语句。While 循环的一般形式是：While 循环以不定的次数重复执行一组语句。While 循环的一般形式是：while 表达式 1 while 表达式 1 语句 1 语句 1 end end 只要表达式 1 的值为真，就执行 while 和 end 之间的语句 1,否则，就结束循环。只要表达式 1 的值为真，就执行 while 和 end 之间的语句 1,否则，就结束循环。例 3例 3 按下面的公式计算：按下面的公式计算：使误差小于给定的使误差小于给定的.解解 把把作为误差，程序如下：作为误差，程序如下：error=input(请输入误差：);error=input(请输入误差：);x=1;x=1;y=0;y=0;n=1;n=1;while xerror while xerror y=y+1;y=y+1;x=x/n;x=x/n;n=n+1;n=n+1;end end e=y e=y 运行如下：运行如下：请输入误差：0.001 请输入误差：0.001 e=e=2.7181 2.7181 3.IF-ELSE-END 结构 3.IF-ELSE-END 结构 最简单最简单的 If-Else-End 结构是：的 If-Else-End 结构是：if 表达式 1 if 表达式 1 语句 1 语句 1 end end 如果在表达式 1 中的所有元素为真(非零)，那么就执行语句 1。如果在表达式 1 中的所有元素为真(非零)，那么就执行语句 1。假如有两个选择，If-Else-End 结构是：假如有两个选择，If-Else-End 结构是：if 表达式 1 if 表达式 1 语句 1 语句 1 else else 语句 2 语句 2 end end 在这里，如果表达式 1 为真，则执行语句 1；如果表达式是假，则执行语句 2。在这里，如果表达式 1 为真，则执行语句 1；如果表达式是假，则执行语句 2。当有三个或更多的选择时，If-Else-End 结构采用形式 当有三个或更多的选择时，If-Else-End 结构采用形式 if 表达式 1 if 表达式 1 语句 1 语句 1 elseif 表达式 2 elseif 表达式 2 语句 2 语句 2 elseif 表达式 3 elseif 表达式 3 语句 3 语句 3 elseif 表达式 4 elseif 表达式 4 语句 4 语句 4 elseif elseif else else 语句 语句 end end 如果表达式 1 为真，则执行语句 1，并结束选择结构；如果表达式 1为假，则检验表达式 2，如果表达式 2 为真，则执行语句 2，结束选择结构；如果表达式 2 为假，则检验表达式 3，如此下去，如果所有表达式都为假时，则执行最后的语句。如果表达式 1 为真，则执行语句 1，并结束选择结构；如果表达式 1为假，则检验表达式 2，如果表达式 2 为真，则执行语句 2，结束选择结构；如果表达式 2 为假，则检验表达式 3，如此下去，如果所有表达式都为假时，则执行最后的语句。4.switch-case-end 结构（开关语句）4.switch-case-end 结构（开关语句）如果在一个程序中，必须针对某个变量不同取值情况进行相应操作，如果在一个程序中，必须针对某个变量不同取值情况进行相应操作，switch 语句比语句比 if else 语句更方便。语句更方便。switch 语句的一般形式为：语句的一般形式为：switch 分支条件（数值或字符串）分支条件（数值或字符串）case 数值（或字符串）条件数值（或字符串）条件 1 语句语句 1 case 数值（或字符串）条件数值（或字符串）条件 2 语句语句 2 case 数值（或字符串）条件数值（或字符串）条件 3 语句语句 3 case .otherwise 语句 语句 end 其中分支条件可以是一个函数、变量或者表达式其中分支条件可以是一个函数、变量或者表达式.如果条件如果条件 1 与分支条件匹配就执行语句与分支条件匹配就执行语句 1，并退出此结构；否则，检验条件，并退出此结构；否则，检验条件 2，如果条件，如果条件 2 与分支条件匹配执行语句与分支条件匹配执行语句 2，并退出此结构；否则，检验条件，并退出此结构；否则，检验条件 3，.，当所有条件都不与分支条件匹配时就执行最后的语句。注意，当所有条件都不与分支条件匹配时就执行最后的语句。注意 otherwise 是可以省略的。是可以省略的。
