第2章程序設(shè)計基礎(chǔ)

1、2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用1第第 2 2 章章 程序設(shè)計基礎(chǔ)程序設(shè)計基礎(chǔ)現(xiàn)代設(shè)計與分析研究所現(xiàn)代設(shè)計與分析研究所王王 雷雷2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用2本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容l2.1 MATLAB 語言基礎(chǔ)語言基礎(chǔ)l2.2 MATLAB 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算基本數(shù)學(xué)運(yùn)算l2.3 MATLAB 語言流程控制語言流程控制l2.4 MATLAB 函數(shù)的編寫函數(shù)的編寫2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用32.1 MATLAB 語言基礎(chǔ)語言基礎(chǔ)lMATLAB 語言的變量名規(guī)則語言的變量名規(guī)則 由一個字母引導(dǎo)，后面可以為其他字符 區(qū)分大小寫 Ab

2、c ABc 有效 MYvar12, MY_Var12 和 MyVar12_ 錯誤的變量名 12MyVar, _MyVar12 l MATLAB 的保留常量的保留常量 eps, i, j, pi, Inf, NaN lastwarn, lasterr 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用4數(shù)值型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)值型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l雙精度數(shù)值變量雙精度數(shù)值變量 IEEE標(biāo)準(zhǔn)，64位 (8字節(jié))，11指數(shù)位，53數(shù)值位和一個符號位 double() 函數(shù)的轉(zhuǎn)換l其他數(shù)據(jù)類型其他數(shù)據(jù)類型 uint8，常用于圖像表示和處理，8位 int8(), int16(), int32(),uint16(),

3、uint32()2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用5符號型變量數(shù)據(jù)類型符號型變量數(shù)據(jù)類型l符號型，符號型，sym(A), 常用于公式推導(dǎo)常用于公式推導(dǎo) 變量聲明 采用變精度函數(shù)求值【例【例2-1】求出】求出 p p 的的 300 位有效數(shù)字位有效數(shù)字2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用6MATLAB 支持的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)支持的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)l字符串型數(shù)據(jù)：用單引號括起來字符串型數(shù)據(jù)：用單引號括起來 l多維數(shù)組：是矩陣的直接擴(kuò)展，多個下標(biāo)多維數(shù)組：是矩陣的直接擴(kuò)展，多個下標(biāo)l單元數(shù)組：將不同類型數(shù)據(jù)集成到一個變量名單元數(shù)組：將不同類型數(shù)據(jù)集成到一個變量名下面，用下面

4、，用 表示（細(xì)胞型）表示（細(xì)胞型）l結(jié)構(gòu)體：結(jié)構(gòu)體：A.b， 引用也用引用也用 A.b，不是，不是A-bl類與對象：可以定義重載函數(shù)類與對象：可以定義重載函數(shù)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用7MATLAB 的基本語句結(jié)構(gòu)的基本語句結(jié)構(gòu)l直接賦值語句直接賦值語句【例【例2-2】表示矩陣】表示矩陣2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用8l函數(shù)調(diào)用語句函數(shù)調(diào)用語句l冒號表達(dá)式冒號表達(dá)式2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用9【例2-3】 用不同的步距生成 (0,p) 間向量2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用10lLinspace(a,

5、b,n)l【例2-4】 0到pi的50個等間距點(diǎn)l T=linspace(0,pi,50) 相當(dāng)于0:pi/49:pi2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用11子矩陣提取子矩陣提取l基本語句格式基本語句格式l【例【例2-5】子矩陣提取】子矩陣提取 提取 A 矩陣全部奇數(shù)行，所有列 提取 A 矩陣 3,2,1 行、2,3,4 列構(gòu)成子矩陣 將 A 矩陣左右翻轉(zhuǎn)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用12l例子例子exstring.m字符串?dāng)?shù)據(jù)類型xibao.m單元數(shù)組（細(xì)胞）jiegou.m結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用132.2 2.2

6、 基本數(shù)學(xué)運(yùn)算基本數(shù)學(xué)運(yùn)算l2.2.1 代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算l2.2.2 邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算l2.2.3 比較運(yùn)算比較運(yùn)算l2.2.4 解析結(jié)果的化簡與變換解析結(jié)果的化簡與變換l2.2.5 基本數(shù)論運(yùn)算基本數(shù)論運(yùn)算2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用14矩陣的代數(shù)運(yùn)算矩陣的代數(shù)運(yùn)算l矩陣轉(zhuǎn)置矩陣轉(zhuǎn)置 數(shù)學(xué)表示 MATLAB 求解 BA2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用15l矩陣加減法矩陣加減法 注意其一為標(biāo)量的情形l矩陣乘法矩陣乘法 數(shù)學(xué)表示 MATLAB 表示 注意相容性 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用16l矩陣除法矩陣除法 矩陣左除：AX

7、= B，求 X MATLAB 求解：X=AB A不是方陣，求最小二乘解 矩陣右除：XA = B，求 X MATLAB求解：X=B/A A不是方陣，求最小二乘解 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用17l矩陣除法矩陣除法l求解方程組求解方程組lMATLAB求解求解 A=8 1 6;3 5 7;4 9 2;l B=7.5 4 12; x=AB123123123867.5357449212xxxxxxxxx1238167.5357449212xxx 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用18l矩陣翻轉(zhuǎn)矩陣翻轉(zhuǎn) 左右翻轉(zhuǎn) 上下翻轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn) 90ol矩陣乘方矩陣乘方 A 為方

8、陣，求 MATLAB 實(shí)現(xiàn)： 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用19l點(diǎn)運(yùn)算點(diǎn)運(yùn)算 矩陣對應(yīng)元素的直接運(yùn)算 例如2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用20矩陣的邏輯運(yùn)算矩陣的邏輯運(yùn)算l邏輯運(yùn)算（相應(yīng)元素間的運(yùn)算）邏輯運(yùn)算（相應(yīng)元素間的運(yùn)算） 與運(yùn)算 或運(yùn)算 非運(yùn)算 異或運(yùn)算 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用21矩陣的比較運(yùn)算矩陣的比較運(yùn)算l各種允許的比較關(guān)系各種允許的比較關(guān)系 , =, , tic, s=0; for i=1:100000, s=s+1/2i+1/3i; end toc2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用31轉(zhuǎn)

9、移結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用322022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用33【例2-15】用循環(huán)求解 求最大的 m2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用342.3.3 開關(guān)結(jié)構(gòu)開關(guān)結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應(yīng)用352022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用36和和 C C 語言的區(qū)別語言的區(qū)別l當(dāng)開關(guān)表達(dá)式的值等于某表達(dá)式，執(zhí)行該語句當(dāng)開關(guān)表達(dá)式的值等于某表達(dá)式，執(zhí)行該語句后結(jié)束該結(jié)構(gòu)，不用后結(jié)束該結(jié)構(gòu)，不用 breakl同時滿足若干個條件之一，則用單元結(jié)構(gòu)同時滿足若干個條件之一，則用單元結(jié)構(gòu)l

10、otherwise 語句，不是語句，不是 defaultl程序的執(zhí)行結(jié)果和各個程序的執(zhí)行結(jié)果和各個case順序無關(guān)順序無關(guān)lcase 語句中條件不能重復(fù)，否則列在后面的語句中條件不能重復(fù)，否則列在后面的條件將不能執(zhí)行條件將不能執(zhí)行2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用372.3.4 試探結(jié)構(gòu)試探結(jié)構(gòu)l全新結(jié)構(gòu)全新結(jié)構(gòu)2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用382.4 MATLAB 函數(shù)的編寫函數(shù)的編寫l函數(shù)是函數(shù)是 MATLAB 編程的主流方法編程的主流方法l除了函數(shù)外，還可以采用除了函數(shù)外，還可以采用 M-script 文件文件lM-script 適合于小規(guī)模適合于

11、小規(guī)?！纠纠?-16】若最大值不為】若最大值不為 10000，需修改程序，需修改程序?qū)?m 和和 10000 值的設(shè)置，不適合于值的設(shè)置，不適合于M-script2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用392.4.1 MATLAB 語言的函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)語言的函數(shù)的基本結(jié)構(gòu) nargin， nargout, varargin, varargout2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用40【例2-17】前面的要求，m, 10000無需修改程序2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用41【例2-18】若只給出一個輸入?yún)?shù)，則會自動生成一個方陣在函數(shù)中給出合適的幫助信息檢測輸入和返回變量的個數(shù)edit myhilb2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用422022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用432022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用442.4.2 可變輸入輸出個數(shù)可變輸入輸出個數(shù)【例【例2-21】 可以計算兩個多項(xiàng)式的積可以計算兩個多項(xiàng)式的積用用 varargin 實(shí)現(xiàn)任意多個多項(xiàng)式的積實(shí)現(xiàn)任意多個多項(xiàng)式的積2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應(yīng)用452.4.3 inline 函數(shù)和匿名函數(shù)函數(shù)和匿名函數(shù)linline 函數(shù)，可以免去文件函數(shù)，可以免去文件lMATLAB 7.0202