MATLAB程序设计实验.docx
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MATLAB程序设计实验
科学计算与数据处理实验报告
学 号
姓 名
实验名称
MATLAB程序设计实验
实验目的
1、掌握M文件的编辑、调试和性能剖析方法
2、掌握MATLAB脚本和函数的设计方法
3、掌握MATLAB程序的基本语法、关系运算和控制结构
4、掌握串演算函数的用法
实验方案
1、编写两段简短的代码，演示MATLAB脚本和函数的不同。
a）新建一个文件为randplt.m,
b）编写函数stderr验误差
2、编写程序演示循环（for、while）、分支（if-else-end、switch-case）和异常处理（try-catch）控制结构的用法，并尽量体现各种关系运算符（==、~=、<、>、<=、>=）的用法。
c）演示循环（for、while）
d）分支（if-else-end、switch-case）
e）异常处理（try-catch）
3、编写程序演示return、input、keyboard、pause、break、error、lasterr、warning、lastwarn等指令的功能和用法。
a）return的功能和用法
b）input的功能和用法
c）keyboard的功能和用法
d）pause的功能和用法
e）break的功能和用法
f）error的功能和用法
g）lasterr的功能和用法
h）warning的功能和用法
i）lastwarn的功能和用法
4、统串演算实验：
设计实验演示验证eval与feval的功能和用法。
a）eval的功能和用法
b）feval的功能和用法
5、程序调试实验。
a）出错时
b）改正后
6、程序性能剖析实验
a）profileon
b）relaxzzy（300）
c）profileviewer
实验记录
1、编写两段简短的代码，演示MATLAB脚本和函数的不同。
a）新建一个文件为randplt.m,
data=randn（1,20）;
plot（data）;
运行结果：
保存后选择debug/run菜单或按F5键运行,观察workspace中多出了一个变量data。
b）编写函数stderr验误差
functionerr=stderr（arr）
%实验误差（标准差估计）evaluatealongeachcolumnofarr
err=std（arr）./sqrt（size（arr,1）-1）;
文件存为stderr.m,运行时输入a=[1;2;3];建立一个列数组a,然后输入stderr（a）则给出a的方差
运行结果：
2、编写程序演示循环（for、while）、分支（if-else-end、switch-case）和异常处理（try-catch）控制结构的用法，并尽量体现各种关系运算符（==、~=、<、>、<=、>=）的用法。
a）演示循环（for、while）
For循环
>>%for循环
sum1=0;sum2=0;
n=input（'请输入一个数：
'）
>>ifn<2
disp（'输入的数大于等于3'）
else
fori=1:
n
sum1=sum1+1
sum2=sum2+2
end
end
运行结果：
While循环
>>%while循环
sum11=0;sum22=0;
n=input（'请输入一个数：
'）
>>ifn<2
disp（'输入的数大于等于3'）
else
whilen>=0
sum11=sum11+1
sum22=sum22+2
n=n-1
end
end
运行结果：
b）分支（if-else-end、switch-case）
if-else-end分支结构：
>>%if-else-end分支：
a=input（'请输入一个数字：
'）
ifa>1
a=a+1
else
a=a+2
end
运行结果：
switch-case分支结构：
>>%switch-case
>>n=input（'请输入成绩：
'）;
>>k=floor（n/10）;
switchk
case{8,9,10}
disp（'优秀'）
case7
disp（'良好'）
case6
disp（'一般'）
otherwise
disp（'不及格'）
end
运行结果：
c）异常处理（try-catch）
>>a=magic（4）;b=eye（3）;
try
c=a*b
c=a（1:
3,1:
3）*b
catch
c=a（1:
3,1:
3）*b
end
运行结果：
3、编写程序演示return、input、keyboard、pause、break、error、lasterr、warning、lastwarn等指令的功能和用法。
a）return的功能和用法
>>%return
>>n=input（'请输入成绩：
'）;
>>k=floor（n/10）;
switchk
case{8,9,10}
disp（'优秀'）
return
case7
disp（'良好'）
return
case6
disp（'一般'）
return
otherwise
disp（'不及格'）
return
end
运行结果：
b）input的功能和用法
>>%input
>>n=input（'请输入一个数字：
'）;
>>k=mod（n,2）;
switchk
case1
disp（'您输入的为奇数'）
return
case0
disp（'您输入的为偶数'）
return
end
运行结果：
c）keyboard的功能和用法
%keyboard启动键盘管理pause暂停执行
>>n=input（'请输入成绩：
'）;
ifn<=0
errordlg（'请输入大于0的数'）;
keyboard
else
k=floor（n/10）;
switchk
case{8,9,10}
disp（'优秀'）
return
case7
disp（'良好'）
return
case6
disp（'一般'）
return
otherwise
disp（'不及格'）
return
end
end
运行结果：
d）pause的功能和用法
%pause
x=-pi:
pi/10:
pi
y1=（sin（x））.^2;
subplot（1,2,1）;
plot（x,y1,'r'）;
pause（5）
y2=x.^2+x+3;
subplot（1,2,2）;
plot（x,y2,'g'）;
运行结果：
暂停之后：
e）break的功能和用法
>>%break
forn=1:
100
ifmod（n,17）~=0
continue
end
break
end
disp（'100以的自然数中第一个能被17整除的数是：
'）
disp（n）
运行结果：
f）error的功能和用法
n=input（'请输入一个数字：
'）;
if（n>0）
y=log（n）;
else
error（'定义域大于0'）;
end
运行结果：
g）lasterr的功能和用法
>>lasterr
运行结果：
h）warning的功能和用法
%warning
>>n=input（'请输入成绩：
'）;
ifn<=0
warning（'请输入大于0的数'）;
else
k=floor（n/10）;
switchk
case{8,9,10}
disp（'优秀'）
return
case7
disp（'良好'）
return
case6
disp（'一般'）
return
otherwise
disp（'不及格'）
return
end
end
运行结果：
i）lastwarn的功能和用法
>>warning（'定义域大于0'）;
>>warning（'定义域小于0'）;
>>lastwarn
运行结果：
4、串演算实验：
设计实验演示验证eval与feval的功能和用法。
a）eval的功能和用法
K>>a='b=magic（4）';
eval（a）
运行结果：
b）feval的功能和用法
K>>h=sin;
x=-pi:
pi/10:
pi;
y=feval（h,x）;
运行结果：
5、程序调试实验。
a）出错时
运行结果：
b）改正后
把原程序中的xxmu=xmu*size（yy）改为
xxmu=xmu*ones（size（yy））。
运行结果：
改正后，函数实现的功能：
6、程序性能剖析实验
profileon
relaxzzy（300）
profileviewer
运行结果：
函数实现的功能：
ProfileSummary窗口显示：
relaxzzy函数的进行运行分析
由上例图可知，relaxzzy函数中最耗时的语句是newplate（j,k）=（plate（jm1,km1）/2+plate（jm1,k）+...
plate（jm1,kp1）/2+plate（j,km1）+plate（j,kp1）+...
plate（jp1,km1）/2+plate（jp1,k）+plate（jp1,kp1）/2）/6
其执行时间为0.651s，被调用次数为3000000次。
这个语句可以加速，用过向量化改为矩阵的形式，就可以加速了。
实验总结
MATLAB脚本和函数的异同点：
M脚本文件与M函数文件都是由一系列的语句组成的相对独立的一个运行体。
M脚本文件没有参数传递功能，但M函数文件有此功能。
M函数文件的格式有严格规定，它必须以“function”开头。
函数文件与脚本文件的主要区别在于：
函数文件一般都要带参数,都要有返回结果,而脚本文件没有参数与返回结果。
函数文件的变量是局部变量,运行期间有效,运行完毕就自动被清除,而脚本文件的变量是全局变量,执行完毕后仍被保存在存中。
通过这次试验我掌握了M文件的编写，运行和调试。
知道了函数文件和脚本文件的相同点和不同点。
同时也掌握了matlab程序设计中的基本语法，关系运算，以及for和while循环结构，if-else-end和switch的分支结构和异常处理的try-catch结构。
通过自己调试一个程序，明白了程序调试的基本方法。
自己通过对一个程序的性能剖析，知道了性能剖析的基本方法。
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