第4章MATLAB程序设计.ppt

《第4章MATLAB程序设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章MATLAB程序设计.ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第4章 MATLAB程序设计uM文件的概念与基本操作u MATLAB程序控制结构u MATLAB函数文件u MATLAB程序调试14.1 M文件文件 4.1.1 M文件的分类文件的分类 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：命令文件命令文件(Script File)和函数文件函数文件(Function File)。其主要区别在于以下几点：(1)命令文件没有输入参数，也不返回输出参数，而函数文件可以带输入参数，也可以返回输出参数。(2)命令文件对MATLAB工作空间中的变量进行操作，文件中所有命令的执行结果完全返回到工作空间中，而函数文件中定义的变量为局

2、部变量，当函数文件执行完毕时，这些变量被清除。(3)命令文件可以直接运行，而函数文件不能直接运行，要以函数调用的方式运行。2例例4-1 分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度 f 转换为摄氏温度c。程序程序1：首先建立命令文件并以文件名f2c.m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MATLAB的命令窗口中输入f2c，将会执行该命令文件，执行情况为：Input Fahrenheit temperature：73c=22.77783 程序程序2：首先建立函数文件f2c

3、.m。function c=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB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：Input Fahrenheit temperature：70c=21.1111x=21.111144.1.2 M文件的建立与打开文件的建立与打开1建立新的建立新的M文件文件 为建立新的M文件，启动MATLAB文本编辑器有3种方法：(1)菜单操作。菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，屏幕上将出现MATLAB 文本编辑器窗

4、口。(2)命令操作。命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令edit，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。(3)命令按钮操作。命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的New M-File命令按钮，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。注意：注意：必须将M文件所在目录设定为当前目录或将其添加到搜索路径中，否则无法运行或调用。52打开已有的打开已有的M文件文件 打开已有的M文件，也有3种方法：(1)菜单操作。菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的

5、M文件进行编辑修改,编辑完成后，将M文件存盘。(2)命令操作。命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的M文件。(3)命令按钮操作。命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。64.2 程序控制结构程序控制结构4.2.1 顺序结构顺序结构1数据的输入数据的输入 从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，该函数的调用格式为：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，用于提示用户输入什么样的数据。例如：A=input(输入一个正数：)如果在input函数调用时采用

6、s选项，则允许用户输入一个字符串。例如，想输入一个人的姓名，可采用命令：xm=input(Whats your name?,s);72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disp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。例如：disp(one)或 A=1,2,3;4,5,6;7,8,9;disp(A)8 例例4-2 输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：x=input(Input x please.);y=input(Input y please.);z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);9例例4

7、-3 求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。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);103程序的暂停程序的暂停 暂停程序的执行可以使用pause函数，其调用格式为：pause(延迟秒数)如果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。114.2.2 选择结构选择结构1if语句语句 在MAT

8、LAB中，if语句有3种格式。(1)单分支if语句：if 条件 语句组 end 当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行if语句的后继语句，若条件不成立，则直接执行if语句的后继语句。12(2)双分支if语句：if 条件 语句组1 else 语句组2 end 当条件成立时，执行语句组1，否则执行语句组2，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句的后继语句。13例例4-4 计算分段函数的值。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);end162switch语句语句 switch

9、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：switch 表达式 case 表达式1 语句组1 case 表达式2 语句组2 case 表达式m 语句组m otherwise 语句组n end17例例4-6 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)：price200 没有折扣 200price500 3%折扣 500price1000 5%折扣 1000price2500 8%折扣 2500price 0)sum mean=sum/cnt end273break语句和语句和continue语句语句 与循环结构相关的语句还有break语句和co

10、ntinue语句。它们一般与if语句配合使用。break语句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，继续执行循环语句的下一语句。continue语句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有剩下的语句，继续下一次循环。28例例4-12 求100，200之间第一个能被21整除的整数。程序如下：for n=100:200 if rem(n,21)=0 continue end break end n29 4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构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构多重循环结构。实现多重循环结构仍

11、用前面介绍的3种循环语句。因为任一循环语句的循环体部分都可以包含另一个循环语句。多重循环的嵌套层数可以是任意的。处于内部的循环叫做内循环，处于外部的循环叫做外循环。特别注意：特别注意：内、外循环之间的关系，以及各语句放置的位置。30例例4-13 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求1,500之间的全部完数。for m=1:500 s=0;for k=1:m/2 if rem(m,k)=0 s=s+k;end end if m=s disp(m);end end314.3 函数文件函数文件4.3.1 函数文件的基本结构函数文件的基本结构 函数文件由f

12、unction语句引导，其基本结构为：function 输出形参表=函数名(输入形参表)注释说明部分 函数体语句其中以function开头的一行为引导行，表示该M文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。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。32例例4-14 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。函数文件如下：function s,p=fcircle(r)%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r 圆半径圆半径%s 圆面积圆面积%p 圆周长

13、圆周长%2010年年10月月15日编日编 s=pi*r*r;p=2*pi*r;33 4.3.2 函数调用函数调用 函数调用的一般格式是：输出实参表=函数名(输入实参表)注意: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，否则会出错。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。34例例4-15 利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(,)之间的转换。函数文件tran.m：function rho,theta=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);调用tran.m的命令文件main1.m

14、：x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);rho,the=tran(x,y);rho the35 在MATLAB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。例例4-16 利用函数的递归调用，求n！。递归调用函数文件factor.m如下：function f=factor(n)if n2)求Fibonacci数列的第20项。例例4-23 根据矩阵指数的幂级数展开式求矩阵指数。例例4-21 求定积分。424.5 程序调试程序调试4.5.1 程序调试概述程序调试概述 一般来说，

15、应用程序的错误有两类，一类是语法错误语法错误，另一类是运行时的错误运行时的错误。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。程序运行时的错误是指程序的运行结果有错误，这类错误也称为程序逻辑错误。这时可以通过一些调试手段来发现程序中的逻辑错误，最常见的办法是通过获取中间结果的方式来获取错误可能发生的程序段，以便进一步分析错误的原因。43采取的办法如下：(1)将程序的一些主要中间结果输出到命令窗口，从而确定错误的区段。只要去掉有关语句最后的分号即可。有时为了暂时忽略掉一些次要语句或其他程序段，只要在需忽略的语句前加注释符即可。(2)使用调试菜单(Debug),通过图形界面操作

16、来实现程序调试，包括设置断点、控制程序单步运行等操作。(3)使用键盘终止函数keyboard中断程序的运行，此时将程序的运行处于调试状态。444.5.2 调试菜单调试菜单1控制单步运行控制单步运行(1)Step:单步运行。每单击一次，程序运行一次，但不进入函数。(2)Step In:单步运行。遇到函数时进入函数内，仍单步运行。(3)Step Out:停止单步运行。(4)Go Until Cursor:直接运行到 光标所在的位置。2.断点操作断点操作例例3-2445 4.5.3 调试命令调试命令 除了采用调试器调试程序外，MATLAB还提供了一些命令用于程序调试。命令的功能和调试器菜单命令类似，具体使用方法可查询MATLAB帮助文档。46