三章MATLAB程序设计ppt课件.ppt

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1、三章MATLAB程序设计ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3.1 脚本式和函数式脚本式和函数式M文件文件3.1.1 M文件概述文件概述 用用MATLAB语语言言编编写写的的程程序序，称称为为M文文件件。M文文件件是是一一个个文文本本文文件件，它它可可以以用用任任何何编编辑辑程程序序来来建建立立和和编编辑辑，而而一一般般常常用用且且最最为为方方便便的的是是使使用用MATLAB提提供供的的文文本本编编辑辑器器。M文文件件可可以以根根据据调调用方

2、式的不同分为两类：用方式的不同分为两类：函数文件函数文件(Function File)脚本脚本(命令命令)文件文件(Script File)。21建立新的建立新的M文件文件 为建立新的为建立新的M文件，启动文件，启动MATLAB文本编辑器文本编辑器有有3种方法：种方法：(1)菜单操作菜单操作 3(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文本编辑文本编辑器后，输入器后，输入M文件的内容并存盘。文件的内容并存盘。(3)命令按钮操作命令按钮操作 单击单击MATLAB主窗口工具栏上的主窗口工具栏上的New M-File命令图标，启动命令图标

3、，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。42M文件编辑器文件编辑器53.1.2 脚本式脚本式M文件文件Script File注意事项注意事项u用用户户可可以以将将需需要要重重复复输输入入的的所所有有命命令令按按顺顺序序放放到到一一个个扩扩展展名名为为.m的的文文本本文文件件下下，每每次次运运行行时时只只要要输输入入该该M文文件件的的文文件件名名即即可可。产产生生的的所所有有变变量量都都是是全全局局变变量量，可可在在工工作作空空间间查查看看，或或者者在在命命令令窗窗口口输输入入变变量量名名查看。查看。u用用户户自自己己创创建建的的M文文件件的的

4、文文件件名名、变变量量要要避避免免与与MATLAB的的内内置置函函数数和和工工具具箱箱中中的的函函数数及及常常量量重重名名，以以免免发发生生内内置置函函数数和和常常量量被被替替换换的的情情况。况。u除注释、字符串外不要使用汉字除注释、字符串外不要使用汉字。u在在命命令令窗窗口口键键入入文文件件名名，或或者者在在文文本本编编辑辑器器中中按按F5键键运运行行程程序序或或者者点点击击 。63.1.3 函数式函数式M文件文件(1)函数文件的基本结构函数文件的基本结构 function 输出参量输出参量1,输出参量输出参量2=函数名函数名(输入参量输入参量1,输入参量输入参量2)%注释说明部分注释说明部

5、分 函数体语句函数体语句u其中以其中以function开头的一行为引导行，表示该开头的一行为引导行，表示该M文件是一个函数文件。文件是一个函数文件。u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。u当输入参量多于一个时，则应该用当输入参量多于一个时，则应该用小括号小括号括起来。括起来。u当输出参量多于一个时，则应该用当输出参量多于一个时，则应该用方括号方括号括起来。括起来。78函函数数式式M文文件件一一般般都都要要自自带带参参数数，并并且且有有返返回回结结果果 。函函数数式式M文文件件中中的的变变量量都都不不是是全全局局变变量量，仅仅存存在在函函数数本本身身的的工工作作空空间间不

6、不会会与与MATLAB基基本本工工作作空空间间(Base Workplace)的的全全局局变变量量重重复复。函函数数运运行行完完毕毕之之后后，它它所所定定义义的的变变量量将将从从工工作作区区间间中中清清除除。类类似似于于一一个个黑黑箱箱。因因此此除除了了输输入入变变量量外外，运运行行过过程程所所需需其其他他变变量量须须自自行行设设定定，不不推推荐荐在在函函数数文文件件中中使用全局变量，以利于程序的模块化。使用全局变量，以利于程序的模块化。9(2)函数调用函数调用在命令窗口，函数调用的一般格式是：在命令窗口，函数调用的一般格式是：输出参量表输出参量表=函数名函数名(输入参量表输入参量表)n函函数

7、数调调用用时时输输入入参参量量出出现现的的顺顺序序、个个数数和和类类型型，应应与与函函数数定义一致，参量名字可以不同定义一致，参量名字可以不同，否则会出错。，否则会出错。n输出参量可以少于规定的个数，但绝不能多于。输出参量可以少于规定的个数，但绝不能多于。n在在MATLAB中中，函函数数可可以以嵌嵌套套调调用用，即即一一个个函函数数可可以以调调用用别别的的函函数数，甚甚至至调调用用它它自自身身。调调用用的的函函数数必必须须在在MATLAB搜搜索索路路径径范范围围内内，一一般般把把它它们们放放在在同同一一个个文文件件夹内。夹内。103.2 M文件的流控制语句文件的流控制语句 n 顺序结构顺序结构

8、n 选择结构选择结构（if,switch）n循环结构循环结构 (for,while)n其他流控制语句其他流控制语句(continue,break,return,echo,input,keyboard,pause)113.2.1 顺序结构顺序结构顺序结构是最简单的程序结构，用户在编写好程序顺序结构是最简单的程序结构，用户在编写好程序之后，系统将按照程序的物理位置顺次执行。之后，系统将按照程序的物理位置顺次执行。例如例如 a=1;b=2;c=3;s1=a+b；s2=s1+c；s3=s2/s2；123.2.2 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。

9、(1)单分支单分支if语句：语句：if 条件条件 语句组语句组 end 当当条条件件成成立立时时，则则执执行行语语句句组组，执执行行完完之之后后继继续续执执行行if语语句句的的后后继继语语句句，若若条条件件不不成成立立，则则直直接接执执行行if语语句句的的后继语句。后继语句。13 (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 当当条条件件成成立立时时，执执行行语语句句组组1，否否则则执执行行语语句句组组2，语语句句组组1或或语语句句组组2执执行后，再执行行后，再执行if语句的后继语句。语句的后继语句。14例例 计算分段函数的值计算分段函数的

10、值 x=input(请输入请输入x的值的值:);if x b=sum(a,2)b=39 48 57 662while语句语句 与与for循环不同，循环不同，while循环的判断控制可以是逻辑判循环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。这样就赋予了它比予了它比for循环更广泛的用途。循环更广泛的用途。while(条件条件)循环体语句循环体语句 end 其执行过程为：其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环判断条件是否成立，如果不成

11、立则跳出循环。24例：从例：从0到到100累加，当和大于累加，当和大于500时候停止。时候停止。25 n=1;y=0;while y。对对程程序序调调控控和和程程序序运运行行中中修修改改变变量量非非常常方方便便。当当键键入入return是恢复原来程序的运行。是恢复原来程序的运行。28(6)Input 语句语句用来提示用户输入数据或字符串，并接受输入值。用来提示用户输入数据或字符串，并接受输入值。A=input(promt)%在屏幕显示在屏幕显示prompt，并将输入数值付与变量，并将输入数值付与变量AB=input(prompt,s)%在屏幕显示在屏幕显示prompt，并将输入字符付与字符串变

12、量，并将输入字符付与字符串变量B(7)menu语句语句menu(说明说明,选项选项1,选项选项2)(8)Ctrl+C 或者或者 Ctrl+break强行停止程序运行。强行停止程序运行。29303.3 程序的调试（程序的调试（debug）在在MATLAB的表达式中可能存在两种类型的错误，的表达式中可能存在两种类型的错误，即即语法错误和运行错误语法错误和运行错误 3.3.1 语法错误语法错误 例如：变量名或者函数名的误写，标点符号的缺例如：变量名或者函数名的误写，标点符号的缺漏和控制语句漏和控制语句end的缺漏等，此类错误的缺漏等，此类错误MATLAB运运行时一般能发现并报错。易于更正。行时一般能

13、发现并报错。易于更正。Editor中中语语法法错错误误会会在在后后面面出出现现浅浅色色的的横横杠杠，鼠鼠标标放放在在上上面面会会给给出出错错误误的的具具体体内内容容，点点击击“Fix”会修正语法错误。会修正语法错误。显示所有的错误显示所有的错误3.3.2 逻辑错误的识别和程序调试逻辑错误的识别和程序调试 1、逻逻辑辑错错误误，例例如如算算法法本本身身问问题题或或者者对对MATLAB指指令令的的使使用用不不当当，在在程程序序运运行行过过程程中中，出出现现溢溢出出或或是是死循环等异常现象死循环等异常现象。34（1）直接调试法）直接调试法 对于简单的问题，使用下面的一种或几种方法可以方便地求解：对于

14、简单的问题，使用下面的一种或几种方法可以方便地求解：u在在函函数数文文件件头头前前加加“%”，并并定定义义输输入入变变量量的的值值，这这样样就就将将函函数数式式M文文件件变变为为脚脚本本式式M文文件件，而而脚脚本本式式M文文件件运运行行时时，其其工工作作区区间间就就是是MATLAB 的的工工作作区区间间，这这样样在在出出现现错错误误的的时时候候就就可可以以查查询这个工作区间。询这个工作区间。u最好在脚本文件头两行输入最好在脚本文件头两行输入“clear;clc;”创造良好的运行环境。创造良好的运行环境。u将将程程序序中中输输出出关关键键值值的的行行的的分分号号(;)去去掉掉，这这样样，这这些些

15、运运算算的的中中间间结结果果将将在在命命令令窗窗口口中中予予以以显显示示，用用户户可可以以据据此此来来检检查查中中间间结结果的正确性。果的正确性。u注意矩阵运算与矩阵元素运算的区别注意矩阵运算与矩阵元素运算的区别“*、.*、/、./”。u养成每行加注释的良好习惯，以利于程序的调试和可读性养成每行加注释的良好习惯，以利于程序的调试和可读性（2）工具调试法）工具调试法35 点点击击图图标标 或或者者直直接接在在点点击击行行号号与与文文本本之之间间的的横横杠杠设设置置一一个个断断点点，编编译译器器用用一一个个大大红红点点标标记记。程程序序运运行行后后将将在在断断点点处处暂暂停停，并并出出现现一一个个

16、绿绿色色箭箭此此时时命命令令窗窗口口的的提提示示符符由由“”变变为为“K”，用用户户可可以以查查看看前前面面的的运行结果。运行结果。n点点击击图图标标 运运行行下下一一行行语语句句，绿绿色色箭箭头头向向下下移动一位。移动一位。n点点击击图图标标 运运行行余余下下所所有有语语句句，绿绿色色箭箭头头消消失。命令窗口的提示符由失。命令窗口的提示符由“K”变回变回“”。n点击断点，红点消失即可去除断点。点击断点，红点消失即可去除断点。n点击图标点击图标 清除所有断点。清除所有断点。n点击图标点击图标 退出调试模式。退出调试模式。上面的命令可在菜单上面的命令可在菜单debug中找到相应的命令。中找到相应

17、的命令。ToolOpen Profiler 点击点击”Satrt Profiling”，给出各行语句时间，并把，给出各行语句时间，并把耗时最大的语句用高亮背景显示。耗时最大的语句用高亮背景显示。37(3)单元方式调试单元方式调试在语句的上方空出一行，输入在语句的上方空出一行，输入“%”，其下方的所有的程序语，其下方的所有的程序语句组成一个程序单元，背景变为黄色；采取同样地方法把语句句组成一个程序单元，背景变为黄色；采取同样地方法把语句变成几个单元。这样可以用图形工具变成几个单元。这样可以用图形工具 重复执行某一单元或重复执行某一单元或 者点击者点击 按顺序执行各个单元，有效地提高调试的效率。按顺序执行各个单元，有效地提高调试的效率。383.4 匿名函数匿名函数 ff=(x,y)1./x+1./yff=(x,y)1./x+1./y ff(2,4)ans=0.7500调用已有函数调用已有函数ss=sin;ss(pi/2)ans=1 f=(x,y)x+y,x-y;g=f(2,3)g=5 -1 f=(x,y)x+y;x-y;f(2,3)ans=5 -1 函数句柄以符号函数句柄以符号后面跟着变量及函数表达式来表示：后面跟着变量及函数表达式来表示：