Matlab 第七次课.docx
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Matlab第七次课
Matlab第七次课
p80,实验2。
functionresult=grade（x）
if（x>=0&x<=100）
if（x>=90）
result='A';
elseif（x>=80）
result='B';
elseif（x>=70）
result='C';
elseif（x>=60）
result='D';
else
result='E'
end
else
result='IllegalInput';
end
一些程序设计中的辅助函数
1、执行函数
（1）串演算函数eval
它对字符串表达式进行计算，其基本格式为：
eval（‘string’）:
执行字符串指定的动作。
：
计算具有参数
的函数，并把结果返回给
。
例：
t=pi;
>>eval（'theta=t/2,y=sin（theta）'）;
theta=
1.5708
y=
1
例：
>>cem={'sin','cos','tan'};
fork=1:
3
theta=pi*k/12;
y（1,k）=eval（[cem{k},'（',num2str（theta）,'）',]）;%num2str：
将数字转化为字符
end
>>y
y=
0.25880.86601.0000
例:
x=1:
.13:
pi;
>>y=sin（x）;
>>subplot（2,1,1）
>>eval（'plot（y）'）
>>subplot（2,1,2）;
>>eval（'plot（tan（x））'）
（2）串演算函数feval
将函数的字符串名传递给一个函数计算，其基本格式为：
：
计算F关于参数
的值，其中F为函数名或函数句柄。
例：
a=rand
（2）;
>>heig=@sin;
>>d=feval（heig,a）
d=
0.81350.5703
0.22910.4671
2、时间运行函数
>>tic
>>inv（rand（300））;
>>toc
程序的调试（Debug）与优化
一、程序的两类错误
1、语法错误（syntaxerrors）
一般有函数参数类型有误，矩阵阶数不符，括号省略等，在程序运行时会显示错误信息，以及错误所在的行数，所以很容易纠正这类错误。
例：
a=[1,3,4;8,9,4];
>>b=[2,7;6,5];
>>c=a*b
?
?
?
Errorusing==>mtimes
Innermatrixdimensionsmustagree.
2、运行错误（runtimeerrors）或逻辑错误
一般指在程序运行过程中，出现溢出或死循环，如除数为0等。
有时在程序运行时会显示错误信息，但有时Matlab会在执行完后产生不合理的结果，这个结果明显与预期值偏离，但此时所有函数的工作空间都已消失，因此不容易调试。
二、调试法
1、直接调试法
（1）通过分析后，将重点怀疑语句后的分号删掉，将结果显示在命令窗口，然后与预期值比较，从而找出错误地方。
（2）单独调试一个函数时，将第一行的函数声明行加上%，并定义输入变量的值，此时就可以用脚本文件的方式执行此文件，这样就可以把中间所有变量保存起来，找出错误。
例：
%functionf=fibonacci（n）
%FIBONACCI（n）generatesthefirstnFibonaccinumbers.
n=12;
f=zeros（n,1）;
f
（1）=1
f
（2）=2
fork=3:
n
f（k）=f（k-1）+f（k-2）
end
（3）在程序中的适当位置添加keyboard指令，可使程序执行到此处暂停文件的执行，在提示符前显示”k>”,此时可以查看或改变工作空间的任何变量。
若要继续执行程序，可在命令窗口输入”return”并按enter键。
例：
functiontest（）
r=input（'Doyouwantmore?
Y/N:
','s'）;
ifisempty（r）
r='Y';
end
keyboard
ifr=='Y'
disp（'youhaveselectedthefirstcharacter'）;
else
disp（'youhaveselectedthesecondone'）;
end
2、工具调试法
（1）以命令行为主的程序调试
（i）设置断点
dbstopinfilename:
例：
functionz=buggy（x）
n=length（x）;
z=（1:
n）./x
在命令窗口中输入：
>>dbstopinbuggy%在程序的可执行段的第一行设置断点
>>buggy（2:
5）
K>>return
z=
0.50000.66670.75000.8000
dbstopinfilenameatlinenumber:
在第linenumber行设置断点
例:
dbstopinbuggyat3
dbstopinfilenameatsubfun:
执行到该命令时,程序执行到子程序subfun时,暂时终止文件的执行.
dbstopiferror:
可在执行文件时,终止文件的执行,并使Matlab处于调试状态,运行停止在发生错误行，不能在错误后重新开始程序的执行。
例:
>>dbstopiferror
>>buggy（magic（3））
?
?
?
Errorusing==>rdivide
Matrixdimensionsmustagree.
Errorin==>buggyat3
z=（1:
n）./x
dbstopifwarning:
执行该命令后,在执行文件时遇到警告时,终止文件的执行,并使Matlab处于调试状态,运行停止在发生警告的行,程序可以恢复运行。
dbstopifnaninfordbstopifinfnan：
执行该命令后，当遇到非数值时，终止文件的执行
注：
注意查看workspace.
（ii）清除断点
Dbclearallinfilename:
清除所有文件中的所有断点
Dbclearinfilename：
清除文件filename中的第一个可执行语句的断点
Dbclearinfilenameatlinenumber：
清除文件filename中linenumber行的断点
Dbclearinfilenameatsubfun：
清除文件filename子函数subfun的断点
Dbcleariferror：
清除由dbstopiferror暂停的断点
Dbclearifwarning
Dbclearifnaninf
Dbclearifinfnan
（2）以图形界面为主的程序调试
在命令窗口输入editfilename,则进入调试器，此调试器包含了一系列调试图标（右上角右键EditorToolbar）。
要设立断点于函数中某一行，将光标置于该行并单击dbstop/dbclear图标，即可设定断点，此时该行之前会显示一红点，代表断点。
此时若在命令行输入函数，则可停于该断点，并以绿色向右的箭号显示所在的位置。
此时可以在命令行查看各个变量值。
若单击step标志则绿色箭号变成向下，再单击step标志，即可完成逐步执行。
例：
例:
计算向量的标准差（
）
functionf=strdv（x）
n=length（x）;
s=sum（x）;
y=s/n;
t=strdfun（x,y）;
f=sqrt（t/（n-1））;
functionf=strdfun（x,y）
t=0;
fori=1:
length（x）
t=t+（x-y）.^2;
end
f=t;
在命令窗口中输入:
v=[1,3,5,7,9];
>>strdv（v）
ans=
4.47212.236102.23614.4721
这个结果显然是错误的,使用Matlab提供的内部函数std,计算结果如下:
>>std（v）
ans=
3.1623
对程序进行调试如下:
在程序最后一行设置断点，运行程序,当运行到断点处,断点和文本之间出现绿色箭头,在K>>后检查n,s,y,t,发现t有错误.
可以在workspace空间中双击变量,打开数组编辑器,查看和修改变量内容,可以判定断点以前部分是正确的,出错的是strdfun子函数,对子函数进行调试.切换工作空间到基本空间（把Stack换成Base）,清除断点,绿色箭头变成白色,单击continue,使程序继续运行.
在子函数第五行设置断点,再一次调用函数strdv（v）,查看变量值,发现问题t的计算上有问题,将t=t+（x-y）.^2中x修改为x（i）.
三、程序的优化
a）程序优劣的分析
Matlab的定时器profiler，它可以计算每一个命令所占用的执行时间，并列出详细的统计表。
例1
>>profileon%清除旧的计时数据，开始对各个函数进行计时。
fori=1:
1000
a=inv（rand（10））;
b=mean（rand（10））;
end
>>profilereport%停止定时器，将统计资料呈现出来。
>>
2、向量化，尽量少用循环语句
例1计算
。
方法1
>>tic
>>n=10000;
>>total=0;
>>fori=1:
n
total=total+1/i;
end
>>toc
Elapsedtimeis39.797000seconds.
方法2
>>tic
>>n=10000;
>>sequence=1:
n;
>>total=sum（1./sequence）;
>>total
total=
1106/113
3、矩阵的预先配置
如果预先知道矩阵的维数大小，则可使用zeros,ones,cell,struct等可以给出矩阵的初始定义。
例2
>>h=zeros（6）;
fori=1:
6
forj=1:
6
h（i,j）=1/（i+j-1）;
end
end
若不预先配置矩阵，程序仍可执行，但需要动态增加或减少矩阵的大小，因此降低的程序的执行效率。
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