第三章MATLAB编程.docx
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第三章MATLAB编程
第三章MATLAB编程
MATLAB语言与其他计算机语言一样,可以用来进行编程。
充分利用MATLAB数据结构的特点,可以使程序结构简单,提高编程效率。
3.1M文件
3.1.1
因为这些文件名的未尾是.M形式,例如文件可以根据调用方式的不同分为两类:
M文件概述用MATLAB语言编写的程序,称为M文件。
一个文件名为bessel.m,提供bessel函数语句.M
命令文件(SeriptFile)和函数文件(FunctionFile)。
f转换为摄氏温度c。
例3-1分别建立命令文件和函数文件,将华氏温度程序1:
首先建立命令文件并以文件名ff2cc1.m存盘。
clear;%清除工作空间中的变量
f=input('InputFahrenheittemperature:
');c=5*(f-32)/9
然后在MATLAB的命令窗口中输入ff2cc1,将会执行该命令文件,执行情况为:
>>ff2cc1
InputFahrenheittemperature:
73
c=
22.7778
程序2:
(详细见后3.3)首先建立函数文件ff2cc2.m。
functionc=ff2cc2(f)c=5*(f-32)/9
然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。
>>cc=ff2cc2(70)cc=
21.1111
3.1.2M文件的建立与打开
M文件是一个文本文件,它可以用任何编辑程序来建立和编辑,而一般常用且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。
1.建立新的M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。
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文本编辑器窗口。
MATLAB主窗口工具栏上的NewM-File命令按钮,启动M文件的内容并存盘。
⑵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。
单击
MATLAB文本编辑器后,输入
3种方法:
主窗口的File菜单中选择Open命令,则屏幕出现Open对
2.打开已有的M文件打开已有的M文件,也有
(1)菜单操作。
从MATLAB
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。
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。
单击MATLAB主窗口工具栏上的OPenFile命令按钮,再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。
3种,任何复杂的程序都是由这3
3.2程序控制结构程序的控制结构有顺序结构、分支结构和循环结构
种基本结构构成的。
3.2.1顺序结构顺序结构是指按照程序中语句的排列顺序执行,直到程序的最后一条语句。
这是最简单的一种程序结构。
一般涉及数据的输入、计算或处理、输出等内容。
1.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);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,从键盘上输入正整数n,可以用以下命令来完成。
n=inPut(‘输入正整数n=');
如果在input函数调用时采用’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('What''syourname?
','s');
2.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)
其中输出项既可以为字符串,也可以为矩阵。
例3-2输入x,y的值,并将它们的值互换后输出。
程序如下:
x=inPut('InPutxPlease.');
y=inPut('InPutyPlease.');
z=x;x=y;y=z;
disP(x);disP(y);
例3-3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))]);
3.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。
3.2.2选择结构
1.if语句
在MATLAB中,if语句有3种格式。
⑴单分支if语句:
if条件
语句组
end
if语句的后继语句,若条件不成
当条件成立时,则执行语句组,执行完之后继续执行立,则直接执行if语句的后继语句。
(2)双分支if语句:
if条件
语句组1
else
语句组2
end
1否则执行语句组2,语句组1或语句组2执行后,再执
当条件成立时,执行语句组行if语句的后继语句。
图3-2
例3-4计算分段函数的值。
In(X++X2),XA0
y才x+伍c
I—「x"
e
程序gxc3_4.m如下:
x=input('请输入x的值:
');ifx<=0
y=(x+sqrt(pi))/exp
(2);else
y=log(x+sqrt(1+x*x));endy
在MATLAB命令窗口运行该程序,运行结果为:
>>gxc3_4
请输入x的值:
3.5
y=
1.9657
>>gxc3_4
请输入x的值:
-2.5
y=
-0.0985(3)多分支if语句:
if条件1
语句组elseif条件
语句组
elseif条件
语句组m
else
语句组n
end
语句用于实现多分支选择结构。
if
end
图3-3
例3-5试建立下列M文件,并运行。
N=input('N=')
%判断输入数的正负性
ifN<0
A='negative'
%判断是否为空
elseifisempty(n)==1A='empty'
elseifrem(n,2)==1A='even'
else
A='odd'
end
输出结果为:
N=
□
A=
empty
N=
4
A=
odd
N=
-2
A=
negative
2.switch语句
switch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motherwise语句组nend当表达式的值等于表达式1的值时,执行语句组1,当表达式的值等于表达式2的值时,
执行语句组2,…,当表达式的值等于表达式m的值时,执行语句组m,当表达式的值不
等于case所列的表达式的值时,执行语句组n。
当任意一个分支的语句执行完后,直接执行
switch语句的下一句。
(商品价格用price来表示):
例3-6某商场对顾客所购买的商品实行打折销售,标准如下
price<200
没有折扣
200wprice<500
3%折扣
500wprice<1000
5%折扣
1000wprice<2500
8%折扣
2500wprice<5000
10%折扣
try
语句组1catch
语句组2
end
try语句先试探性执行语句组1,如果语句组1在执行过程中出现错误,则将错误信息赋给
保留的lasterr变量,并转去执行语句组2。
例3-7矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容,否则会出错。
先求两矩阵的乘积,若出错,则自动转去求两矩阵的点乘。
程序如下:
A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];try
C=A*B;
catch
C=A.*B;
end
C
%显示出错原因
lasterr
3.2.3循环结构
1.for语句
for语句的格式为:
for循环变量=表达式1:
表达式2:
表达式3循环体语句
1的值为循环变量的初值,表达式2的值为步长,表达式3的值为循环变量1时,表达式2可以省略。
end
其中表达式
的终值。
步长为
1001
例3-8计算S=2—2
n吕n
程序如下:
clear;s=0;forn=1:
100s=s+1/n/n;ends
运行上述程序,结果如下:
1.6350
在实际MATLAB编程中,采用循环语句会降低其执行速度,所以前面的程序通常由下面的程序来代替:
>>n=1:
100;s=sum(1./n.A2)s=
1.6350
for语句更一般的格式为:
for循环变量=矩阵表达式循环体语句
end
执行过程是依次将矩阵的各列元素赋给循环变量,然后执行循环体语句,直至各列元素处理完毕。
例3-9写出下列程序的执行结果。
s=0;
a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=a
s=s+k;
end
disp(s');
运行上述程序,结果为:
39485766
2.while语句
while语句的一般格式为:
while(表达式)
循环体语句
end
其执行过程为:
若表达式为真,则执行循环体语句,执行后再判断条件表达式是否成立,如果不成立则跳出循环。
图3-4
上述例子改用while语句编制写,程序如下:
>>clear;s=0;n=1;
>>whilenv=100,s=s+1/n/n;n=n+1;end
>>ss=
1.6350
例3-10从键盘输入若干个数,当输入0时结束输入,求这些数的平均值和它们之和。
程序如下:
sum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber(endin0):
');while(val~=0)
sum=sum+val;cnt=cnt+1;
val=input('Enteranumber(endin0):
');endif(cnt>0)
summean=sum/cntend例3-11输出1000以内的fibnacci数。
clear;f
(1)=1;f
(2)=2;
n=1;
while(f(n)+f(n+1)<1000)f(n+2)=f(n)+f(n+1);n=n+1;
end
fbreak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。
例3-12求[100,200]之间第一个能被21整除的整数。
程序如下:
forn=100