数学实验MATLAB程序设计基础与绘图.ppt
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1、MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图第第 2 章章 MATLAB程序设计基础程序设计基础与绘图与绘图11/29/20221第一章 Matlab入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图 内容提要内容提要2.1 2.1 二维图形二维图形2.2 2.2 三维图形三维图形 2.3 2.3 四维表现图四维表现图2.4 2.4 图形处理技术图形处理技术2.5 2.5 控制语句控制语句2.6 2.6 M文件文件2.7 2.7 程序设计的辅助函数程序设计的辅助函数11/29/20222第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2
2、章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u程序基本结构程序基本结构程序基本结构程序基本结构l l顺序结构,循环结构,分支结构顺序结构,循环结构,分支结构顺序结构,循环结构,分支结构顺序结构,循环结构,分支结构u顺序结构语句顺序结构语句顺序结构语句顺序结构语句l l赋值语句:赋值语句:赋值语句:赋值语句:变量名变量名变量名变量名=表达式表达式表达式表达式l l键盘输入语句键盘输入语句键盘输入语句键盘输入语句 :变量名变量名变量名变量名=input(=input(提示信息提示信息提示信息提示信息)l l屏幕输出语句屏幕输出语句屏幕输出语句屏幕输出语句 :disp(disp(字符串
3、字符串字符串字符串)11/29/20223第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u循环结构语句循环结构语句循环结构语句循环结构语句l lforfor循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:for for 循环变量循环变量循环变量循环变量=初值初值初值初值:增量增量增量增量:终值终值终值终值 语句组语句组语句组语句组 end end11/29/20224第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计
4、基础u循环结构语句循环结构语句循环结构语句循环结构语句l lwhilewhile循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:循环,语法格式如下:while while 条件式条件式条件式条件式 语句组语句组语句组语句组 end endl在在在在forfor循循循循环环环环和和和和whilewhile循循循循环环环环中中中中,都都都都可可可可以以以以使使使使用用用用b breakreak语语语语句句句句来来来来终止循环终止循环终止循环终止循环11/29/20225第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设
5、计基础u分支结构语句分支结构语句分支结构语句分支结构语句l lif if语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:单分支:单分支:单分支:单分支:if if 条件式条件式条件式条件式 语句组语句组语句组语句组 end end 多分枝:多分枝:多分枝:多分枝:if if 条件式条件式条件式条件式1 1 语句组语句组语句组语句组1 1 elseif elseif 条件式条件式条件式条件式2 2 语句组语句组语句组语句组2 2 else else 语句组语句组语句组语句组 (这一句可以不用)(这一句可以不用)(这一句可以不用)(这一句可以不用)endend11/
6、29/20226第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u分支结构语句分支结构语句分支结构语句分支结构语句l lswitchswitch语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:语句,语法格式如下:switch switch 表达式表达式表达式表达式,case ,case 值值值值1 1,语句语句语句语句1 1,case ,case 值值值值2 2,语句语句语句语句2 2,otherwise otherwise 语句语句语句语句 ,end endl l也可分行书写:也可分行书写:也可分行书写:
7、也可分行书写:switch switch 表达式表达式表达式表达式 case case 值值值值1 1 语句语句语句语句1 1 case case 值值值值2 2 语句语句语句语句2 2 otherwiseotherwise 语句语句语句语句n n n n end end11/29/20227第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u其它语句其它语句其它语句其它语句l lpausepause语句:暂停,按任意键继续语句:暂停,按任意键继续语句:暂停,按任意键继续语句:暂停,按任意键继续l lreturnretu
8、rn语语语语句句句句:返返返返回回回回到到到到函函函函数数数数调调调调用用用用处处处处(常常常常用用用用于于于于函函函函数数数数语语语语句句句句体未执行完毕时的强制返回)体未执行完毕时的强制返回)体未执行完毕时的强制返回)体未执行完毕时的强制返回)u强行终止程序的执行:强行终止程序的执行:强行终止程序的执行:强行终止程序的执行:Ctrl+CCtrl+C11/29/20228第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u例例例例2.1 2.1 计算计算计算计算l l解:用解:用解:用解:用forfor循环循环循环循环
9、 s=0;s=0;for n=1:100 for n=1:100 s=s+1/n2;s=s+1/n2;end end disp(disp(s=s=,num2str(s),num2str(s)注:注:注:注:这里的这里的这里的这里的n n每取一次值就执每取一次值就执每取一次值就执每取一次值就执行一次语句体,所以行一次语句体,所以行一次语句体,所以行一次语句体,所以n n是数,是数,是数,是数,而不是数组,而不是数组,而不是数组,而不是数组,“/”“/”和和和和“”“”运运运运算可以不用算可以不用算可以不用算可以不用“./”“./”和和和和“.”“.”。11/29/20229第一章第一章 Matl
10、ab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u例例例例2.1 2.1 计算计算计算计算l l也可以用也可以用也可以用也可以用whilewhile循环:循环:循环:循环:s=0;n=1;s=0;n=1;while n=100 while neg2_2eg2_2 m=input(m=input(请输入:请输入:请输入:请输入:m=m=););n=1:m n=1:m;s=sum(1./n.2)s=sum(1./n.2)11/29/202213第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程
11、序设计基础程序设计基础u函数文件函数文件函数文件函数文件l l函数文件在内容上比命令文件多了一个文件头:函数文件在内容上比命令文件多了一个文件头:函数文件在内容上比命令文件多了一个文件头:函数文件在内容上比命令文件多了一个文件头:function function 因变量名因变量名因变量名因变量名,=,=函数名函数名函数名函数名(自变量名自变量名自变量名自变量名,),)语句组语句组语句组语句组l l调调调调用用用用函函函函数数数数文文文文件件件件也也也也是是是是使使使使用用用用文文文文件件件件主主主主名名名名,同同同同时时时时必必必必须须须须给给给给自自自自变变变变量赋予确定的取值,并使用圆括
12、号把自变量括起来量赋予确定的取值,并使用圆括号把自变量括起来量赋予确定的取值,并使用圆括号把自变量括起来量赋予确定的取值,并使用圆括号把自变量括起来l l函数值由函数值由函数值由函数值由“语句组语句组语句组语句组”中因变量获得的最后结果决定中因变量获得的最后结果决定中因变量获得的最后结果决定中因变量获得的最后结果决定l l函数名最好与文件主名相同,以方便理解函数名最好与文件主名相同,以方便理解函数名最好与文件主名相同,以方便理解函数名最好与文件主名相同,以方便理解11/29/202214第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计
13、基础程序设计基础u函数文件函数文件函数文件函数文件l l例例例例2.3 2.3:定义函数:定义函数:定义函数:定义函数l l建立函数文件建立函数文件建立函数文件建立函数文件 eg2_3.m eg2_3.m,内容如下:,内容如下:,内容如下:,内容如下:function s=f(m)function s=f(m)n=1:m;n=1:m;s=sum(1./n.2);s=sum(1./n.2);调用:调用:调用:调用:eg2_3(1000)eg2_3(1000)11/29/202215第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序
14、设计基础u函数文件函数文件函数文件函数文件l l例:定义一个计算圆锥体积的函数例:定义一个计算圆锥体积的函数例:定义一个计算圆锥体积的函数例:定义一个计算圆锥体积的函数l l建立函数文件建立函数文件建立函数文件建立函数文件 yuanzhui_tiji.m yuanzhui_tiji.m,内容如下:,内容如下:,内容如下:,内容如下:function v=yuanzhui_tiji(r,h)function v=yuanzhui_tiji(r,h)v=1/3*pi.*(r.2).*h;v=1/3*pi.*(r.2).*h;调用:调用:调用:调用:yuanzhui_tiji(5.3,7.6)yua
15、nzhui_tiji(5.3,7.6)11/29/202216第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u函数文件函数文件函数文件函数文件l l进一步:定义一个计算圆锥体积和侧面积的函数进一步:定义一个计算圆锥体积和侧面积的函数进一步:定义一个计算圆锥体积和侧面积的函数进一步:定义一个计算圆锥体积和侧面积的函数l l建立函数文件建立函数文件建立函数文件建立函数文件 yuanzhui_tiji_cemianji.m,yuanzhui_tiji_cemianji.m,如下如下如下如下 :function v,s=f(
16、r,h)function v,s=f(r,h)v=1/3*pi.*(r.2).*h;v=1/3*pi.*(r.2).*h;s=pi.*r.*sqrt(r.2+h.2);s=pi.*r.*sqrt(r.2+h.2);调用:调用:调用:调用:v,s=yuanzhui_tiji_cemianji(5.3,7.6)v,s=yuanzhui_tiji_cemianji(5.3,7.6)说明:调用多值说明:调用多值说明:调用多值说明:调用多值函数时,可以按函数时,可以按函数时,可以按函数时,可以按顺序只取前面的顺序只取前面的顺序只取前面的顺序只取前面的因变量值。因变量值。因变量值。因变量值。11/29/2
17、02217第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u内联函数内联函数内联函数内联函数inlineinline(适合在命令窗口定义简单函数)(适合在命令窗口定义简单函数)(适合在命令窗口定义简单函数)(适合在命令窗口定义简单函数)l l定义方法:定义方法:定义方法:定义方法:函函函函数数数数名名名名=inline(=inline(函函函函数数数数表表表表达达达达式式式式,自自自自变变变变量量量量名名名名,.).)l l调用方法:调用方法:调用方法:调用方法:函数名函数名函数名函数名(自变量取值自变量取值自变量取值
18、自变量取值,),)u 匿名函数(匿名函数(匿名函数(匿名函数(7.0 7.0 以上版本具有此功能)以上版本具有此功能)以上版本具有此功能)以上版本具有此功能)l l定义方法:定义方法:定义方法:定义方法:函数名函数名函数名函数名=(=(自变量名自变量名自变量名自变量名,.),.)函数表达式函数表达式函数表达式函数表达式l l调用方法:调用方法:调用方法:调用方法:函数名函数名函数名函数名(自变量取值自变量取值自变量取值自变量取值,),)只有一个自变量时,只有一个自变量时,可以省略此项不写可以省略此项不写11/29/202218第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章
19、 MATLAB程序设计基础与绘图程序设计基础程序设计基础u例例例例2.4 2.4 编编编编写写写写一一一一个个个个函函函函数数数数文文文文件件件件,对对对对任任任任意意意意输输输输入入入入的的的的向向向向量量量量x x,计算如下分段函数值构成的向量。计算如下分段函数值构成的向量。计算如下分段函数值构成的向量。计算如下分段函数值构成的向量。l leg2_4aeg2_4al leg2_4beg2_4b11/29/202219第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图绘图绘图u点、线作图命令点、线作图命令点、线作图命令点、线作图命令l l平面
20、点集或连线平面点集或连线平面点集或连线平面点集或连线 plot(x,y,plot(x,y,图形特征符图形特征符图形特征符图形特征符)其其其其中中中中,x x、y y是是是是长长长长度度度度相相相相同同同同的的的的一一一一维维维维数数数数组组组组,它它它它们们们们构构构构成成成成平平平平面面面面点点点点集集集集的的的的横横横横坐坐坐坐标标标标和和和和纵纵纵纵坐坐坐坐标标标标;图图图图形形形形特特特特征征征征符符符符用用用用于于于于指指指指定定定定颜颜颜颜色色色色、点点点点型型型型(标记标记标记标记)和线型(参见和线型(参见和线型(参见和线型(参见P31 P31 表表表表2.4 2.4)。)。)。
21、)。不指定点型和线型时,默认实连线。不指定点型和线型时,默认实连线。不指定点型和线型时,默认实连线。不指定点型和线型时,默认实连线。当数据点足够密集时,看起来即是当数据点足够密集时,看起来即是当数据点足够密集时,看起来即是当数据点足够密集时,看起来即是“曲线图曲线图曲线图曲线图”l l举例举例举例举例 x=0:0.1:2*pi;y=sin(x);x=0:0.1:2*pi;y=sin(x);plot(x,y,ro-)plot(x,y,ro-)可可可可以以以以在在在在作作作作图图图图语语语语句句句句之之之之后后后后使使使使用用用用grid grid onon命命命命令令令令给给给给坐坐坐坐标标标标
22、系系系系增增增增加加加加网网网网格格格格线线线线,使使使使用用用用grid grid offoff去去去去掉掉掉掉网网网网格格格格线线线线。平平平平面面面面图图图图默默默默认认认认grid offgrid off,空间图默认,空间图默认,空间图默认,空间图默认grid ongrid on。11/29/202220第一章第一章 Matlab入门入门MATLAB 数学实验 第 2 章 MATLAB程序设计基础与绘图绘图绘图u点、线作图命令点、线作图命令点、线作图命令点、线作图命令l l多组平面点集或连线的叠加图多组平面点集或连线的叠加图多组平面点集或连线的叠加图多组平面点集或连线的叠加图 plot
23、(x1,plot(x1,y1,y1,图图图图形形形形特特特特征征征征符符符符,x2,x2,y2,y2,图图图图形形形形特特特特征征征征符符符符,.).)其其其其中中中中,x1x1、y1y1是是是是一一一一对对对对长长长长度度度度相相相相同同同同的的的的一一一一维维维维数数数数组组组组,x2x2、y2y2也也也也是是是是一对长度相同的一维数组,一对长度相同的一维数组,一对长度相同的一维数组,一对长度相同的一维数组,l l同一自变量对应多个因变量的叠加图同一自变量对应多个因变量的叠加图同一自变量对应多个因变量的叠加图同一自变量对应多个因变量的叠加图 plot(t,y1;y2;)plot(t,y1;
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