MATLAB及其應(yīng)用-第4講67603

1、1第第4講講 M文件和面向?qū)ο缶幊涛募兔嫦驅(qū)ο缶幊?.1 M文件文件4.2 MATLAB控制流控制流4.3 腳本文件和函數(shù)文件腳本文件和函數(shù)文件24.1 M文件文件一、一、M文件概述文件概述用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。二、二、M文件的建立和編輯文件的建立和編輯1、建立新的M文件 (1)菜單操作：File New M-file。 (2)命令操作：在Command Window中輸入edit。 (3)命令按鈕操作：?jiǎn)螕艄ぞ邫谏系摹靶陆ā?按鈕。2、編輯已有的M文件3三、三、M文件分為兩類文件分為兩類命令文件(Script File)函數(shù)文件(Function File)4例1：分別

2、建立命令文件和函數(shù)文件，將華氏溫度F轉(zhuǎn)換為攝氏溫度C。命令文件：命令文件： F2C1.mclear F=input(Input Fahrenheit temperature：F=);C=5*(F-32)/9函數(shù)文件：函數(shù)文件：F2C2.mfunction C=F2C2(F)C=5*(F-32)/954.2 MATLAB控制流控制流一、程序結(jié)構(gòu)二、控制程序流的其他常用指令6一、 程序結(jié)構(gòu)1. 順序結(jié)構(gòu)例：%用符號(hào)計(jì)算求微分syms a t x;f=a, t3; t*cos(x), log(x);df=diff(f)；dfdt2=diff(f, t, 2)；dfdxdt=diff(diff(f,

3、x), t)；72. 循環(huán)結(jié)構(gòu)for循環(huán)結(jié)構(gòu)：循環(huán)結(jié)構(gòu)：for 循環(huán)變量起始值:步長(zhǎng):終止值 循環(huán)體endwhile循環(huán)結(jié)構(gòu)：循環(huán)結(jié)構(gòu)：while 表達(dá)式 循環(huán)體end8注意：（1）循環(huán)結(jié)構(gòu)可嵌套使用；（2）為得到高效代碼，應(yīng)盡量提高代碼的向量化程度，避免使用循環(huán)結(jié)構(gòu)；（3）循環(huán)指令前最好對(duì)數(shù)組進(jìn)行預(yù)定義，以提高運(yùn)行效率；（4）使用while循環(huán)時(shí)，一定要注意避免進(jìn)入死循環(huán)。9例2. 已知y(0)=0, y(n)-y(n-1)=n-2，當(dāng)n=100時(shí)，求y. 程序如下： clear y=0; n=100; for i=1:n y=y+1/i/i; end y 在實(shí)際編程中，為提高程序的執(zhí)行速度

4、，常用向量運(yùn)算來代替循環(huán)操作： clear n=100; i=1:n; f=1./i.2; y=sum(f)10例3：若數(shù)組a中a1=a2=1,且ak+2=ak+ak+1，試求該數(shù)組中第一個(gè)大于10000的元素程序如下： clear a(1)=1; a(2)=1; i=2; while a(i)=10000 a(i+1)=a(i-1)+a(i); i=i+1; end i, a(i)113. 分支結(jié)構(gòu)if-else-end分支結(jié)構(gòu)：分支結(jié)構(gòu)：if 邏輯表達(dá)式 執(zhí)行語句 endif 邏輯表達(dá)式 執(zhí)行語句1 else 執(zhí)行語句2endif 邏輯表達(dá)式1 執(zhí)行語句1elseif 邏輯表達(dá)式2 執(zhí)行語

5、句2else 執(zhí)行語句nend12switch-case分支結(jié)構(gòu)：分支結(jié)構(gòu)：switch 表達(dá)式（可以是標(biāo)量或字符串） case 值1 語句1 case 值2 語句2 . otherwise 語句nend13例4. 計(jì)算分段函數(shù)值。 程序如下： clear x=input(請(qǐng)輸入x的值:); if x=A & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0); else disp(c); end15例6 某商場(chǎng)對(duì)顧客所購(gòu)買的商品實(shí)行打折銷售，已知打折標(biāo)準(zhǔn)，求所售商品的實(shí)際銷售價(jià)格。 程序如下：clearprice=input(請(qǐng)輸入商品價(jià)格);switch fix(price/

6、100) case 0,1 rate=0; case 2,3,4 rate=3/100; case num2cell(5:9) rate=5/100; case num2cell(10:24) rate=8/100; case num2cell(25:49) rate=10/100;otherwise rate=14/100;endprice=price*(1-rate)164. try-catch結(jié)構(gòu)try 執(zhí)行語句1catch 執(zhí)行語句2end17例7 矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣的維數(shù)相容，否則會(huì)出錯(cuò)。先求兩矩陣的乘積，若出錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩數(shù)組的點(diǎn)乘。程序如下：A=1,2,3;4,5,6;

7、B=7,8,9;10,11,12;try C=A*B;catch C=A.*B;endClasterr %顯示出錯(cuò)原因18二、 控制程序流的其他常用指令1. return 指令強(qiáng)制MATLAB結(jié)束執(zhí)行當(dāng)前函數(shù)并把控制轉(zhuǎn)出 2. keyboard指令： 當(dāng)程序遇到keyboard時(shí)，MATLAB將控制權(quán)交給鍵盤，用戶可以從鍵盤輸入各種合法的MATLAB指令。只有當(dāng)用戶使用回車結(jié)束輸入后，控制權(quán)才交還給程序。 193. input指令和disp指令input指令： 把MATLAB的控制權(quán)暫時(shí)交給用戶。此后，用戶通過鍵盤鍵入數(shù)值、字符串或表達(dá)式，并經(jīng)“回車”把鍵入內(nèi)容輸入工作空間，同時(shí)把“控制權(quán)”交

8、還給MATLAB。 常用的格式：常用的格式：v=input(message) %將用戶鍵入的內(nèi)容賦給變量vv=input(message,s) %將用戶鍵入的內(nèi)容作為字符串賦給變量v20disp指令：格式：disp(輸出項(xiàng))輸出項(xiàng)可以為字符串，也可為矩陣?yán)?：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序如下：cleara=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);214. Pa

9、use指令暫時(shí)停止程序的運(yùn)行。格式：格式： pause %暫停執(zhí)行文件，等待用戶按任意鍵繼續(xù) pause(n) %在繼續(xù)執(zhí)行之前，暫停n秒225. break指令和continue指令通常用于for或while循環(huán)中，與if語句配合使用。 break：用于終止循環(huán)的執(zhí)行。continue：控制跳過循環(huán)體中的某些語句。繼續(xù)下一次循環(huán)。23例9 求100，200之間第一個(gè)能被21整除的整數(shù)。程序如下：clearfor n=100:200 if rem(n,21)=0 continue endbreakendn245. error和warning指令error(message) %顯示出錯(cuò)信息mes

10、sage,終止程序warning(message) %顯示警告信息message,程序繼續(xù)執(zhí)行254.3 腳本文件和腳本文件和M函數(shù)文件函數(shù)文件一、腳本文件 二、M函數(shù)文件三、程序的調(diào)試26一、腳本文件 （命令文件）特點(diǎn)：（1）沒有輸入和輸出 （2）由一系列指令組成（3）可在命令窗口直接運(yùn)行指令（4）產(chǎn)生的所有變量存儲(chǔ)在workspace中27二、M函數(shù)文件1. 特點(diǎn)：（1）第一行總是以“function”引導(dǎo)的“函數(shù)定義行”。并給出全部輸入、輸出宗量。 （2）函數(shù)文件運(yùn)行，matlab就會(huì)專門為它開辟一個(gè)臨時(shí)工作空間，稱之為函數(shù)工作空間。 （3）函數(shù)工作空間相對(duì)workspace是獨(dú)立的、臨

11、時(shí)的。282、M函數(shù)文件的規(guī)則和屬性 （1） 一般要求函數(shù)名和文件名必須相同。（2） 函數(shù)的輸入?yún)⒘亢洼敵鰠⒘慷伎梢允橇銈€(gè)或更多個(gè)。當(dāng)輸出參量多于一個(gè)時(shí)，輸出參量包含在方括號(hào)內(nèi)。例如，V,D=eig(A).（3） 函數(shù)輸入?yún)⒘總€(gè)數(shù)、輸出參量個(gè)數(shù)分別由變量nargin和 nargout包含。函數(shù)調(diào)用時(shí)，輸入和輸出變量可以少于函數(shù)文件中所規(guī)定的變量數(shù)目，但不能多于29 3. 函數(shù)文件的構(gòu)成（1）函數(shù)定義行function 輸出形參表= 函數(shù)名(輸入形參表)（2）H1行%注釋說明部分，對(duì)程序的總體介紹（3）函數(shù)信息說明行 %簡(jiǎn)要描述函數(shù)功能，以及參數(shù)的含義，函數(shù)調(diào)用格式等（4）程序主體函數(shù)體（5）注

12、釋%在函數(shù)體中會(huì)出現(xiàn)對(duì)某些程序行的注釋304. 函數(shù)文件的調(diào)用：函數(shù)文件調(diào)用的一般格式： 輸出實(shí)參表=函數(shù)名(輸入實(shí)參表) 在調(diào)用函數(shù)時(shí)，MATLAB用兩個(gè)永久變量nargin和nargout分別記錄調(diào)用該函數(shù)時(shí)的輸入實(shí)參和輸出實(shí)參的個(gè)數(shù)。只要在函數(shù)文件中包含這兩個(gè)變量，就可以準(zhǔn)確地知道該函數(shù)文件被調(diào)用時(shí)的輸入輸出參數(shù)個(gè)數(shù)，從而決定函數(shù)如何進(jìn)行處理。31例10：nargin用法示例函數(shù)文件examp.m： function f=examp(a,b,c) if nargin=1 f=a; elseif nargin=2 f=a+b; elseif nargin=3 f=(a*b*c)/2; en

13、d命令文件mydemo.m：clear x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3)輸出： ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 2132總結(jié)：總結(jié)： MATLAB程序設(shè)計(jì)原則和技巧程序設(shè)計(jì)原則和技巧（1）后面的內(nèi)容是程序的注解，要善于運(yùn)用注解使程序更具可讀性。（2）養(yǎng)成在主程序開頭用clear指令清除變量的習(xí)慣，以消除工作空間中其他變量對(duì)程序運(yùn)行的影響。但注意在子程序中不要用clear。（3）參數(shù)值要集中放在程序的開始部分，以便維護(hù)。要充分利用MATLAB工具箱提供的指令來執(zhí)行所要進(jìn)行的運(yùn)算，在語句行之后輸入分號(hào)使其及中

14、間結(jié)果不在屏幕上顯示，以提高執(zhí)行速度。33（4）程序盡量模塊化，也就是采用主程序調(diào)用子程序的方法，將所有子程序合并在一起來執(zhí)行全部的操作。（5）充分利用Debugger來進(jìn)行程序的調(diào)試（設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行、連續(xù)執(zhí)行）（6）設(shè)置好MATLAB的工作路徑，以便程序運(yùn)行。34三、程序的調(diào)試這部分內(nèi)容是上機(jī)應(yīng)用的重點(diǎn)內(nèi)容。程序出錯(cuò)主要為兩類：程序出錯(cuò)主要為兩類： 1、語法錯(cuò)誤 如缺（或）等，在運(yùn)行時(shí)可檢測(cè)出大多數(shù)該類錯(cuò)誤，并指出錯(cuò)在哪一行。 2、算法錯(cuò)誤 邏輯上的錯(cuò)誤，不易查找，遇到此類錯(cuò)誤時(shí)需耐心。一般可考慮如下方法：直接調(diào)試法和工具調(diào)試法35直接調(diào)試法：利用matlab的相關(guān)指令對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。 主要方法有：刪除句尾分號(hào)和利用disp語句，顯示中間結(jié)果；在適當(dāng)位置加上keyboard語句，使程序