第5章 程序设计.docx
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第5章程序设计
第五章程序设计
5.1M文件
用MATLAB语言编写的程序称为M文件。
包括命令文件和函数文件。
命令文件：
没有输入参数，也不返回输出参数。
函数文件：
可有输入参数，也可返回输出参数。
使用File菜单建立新的M文件或编辑已有的M文件。
1、命令文件
由命令行序列组成的一个文本型文件，在MATLABd的命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行该命令文件中的命令。
【例1】建立一个命令文件将变量a,b的值互换。
E51．m文件：
a=1:
9;
b=[11,12,13;14,15,16;17,18,19];
c=a;a=b;b=c;%变量不要求先定义后使用，如C
a
b
在MATLAB的命令窗口中输入e51，将会执行该命令文件。
5.2数据的输入、输出
1、input函数：
用于向计算机输入一个参数。
调用格式：
A=input（提示信息，选项）；
注：
‘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：
xm=input（'Whatisyourname:
',‘s’）
【例2】求一元二次方程a2+bx+c=0的根。
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）]
2、pause函数：
暂停程序的执行。
调用格式：
pause（延迟秒数）
注：
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。
3、disp函数：
命令窗口输出函数。
调用格式：
disp（输出项）
注：
输出项为字符串或矩阵。
【例3】：
A='Hello,MATLAB';
disp（A）
输出为：
Hello,MATLAB
5.3程序设计
选择结构：
选择结构的语句有if语句和switch语句。
1、if语句
格式一：
if条件
语句组
end
格式二：
if条件
语句组1
else
语句组2
end
格式三：
if条件1
语句组1
elseif条件2
语句组2
……
elseif条件m
语句组m
else
语句组m+1
end
【例4】输入三角形的三条边，求面积。
A=input（'请输入三角形的三条边：
'）;
ifA
（1）+A
（2）>A（3）&A
（1）+A（3）>A
（2）&A
（2）+A（3）>A
（1）
p=（A
（1）+A
（2）+A（3））/2;
s=sqrt（p*（p-A
（1））*（p-A
（2））*（p-A（3）））;%sqrt开方
disp（s）;
else
disp（'不能构成一个三角形。
'）
end
运行：
请输入三角形的三条边：
[456]
9.9216
【例5】输入一个字符，若为大写字母，则输出其后继字符，若为小写字母，则输出其前导字符，若为其他字符则原样输出。
c=input（'请输入一个字符:
','s'）;
ifc>='A'&c<='Z'
disp（setstr（abs（c）+1））;%abs（）求ASC码,setstr（）ASC码转字符
elseifc>='a'&c<='z'
disp（setstr（abs（c）-1））;
else
disp（c）;
end
2、switch语句
switch语句根据变量或表达式的取值不同，分别执行不同的语句。
其格式为：
switch表达式
case值1
语句组1
case值2
语句组2
……
case值m
语句组m
otherwise
语句组m+1
end
【例6】根据变量num的值来决定显示的内容。
num=input（'请输入一个数'）;
switchnum
case-1
disp（'Iamateacher.'）;
case0
disp（'Iamastudent.'）;
case1
disp（'Youareateacher.'）;
otherwise
disp（'Youareastudent.'）;
end
循环结构：
for语句和while语句
1、for语句：
格式：
for循环变量=表达式1:
表达式2:
表达式3
循环体语句
end
注：
表达式1:
表达式2:
表达式3为循环初值:
步长:
终值。
缺省步长为1
2、while语句
格式：
while（条件）
循环体语句
end
【例7】设
求：
（1）求y<3时的最大n值。
（2）求与
（1）的n值对应的y值。
y=0;i=1;
while1%循环的条件为1，这是一个永真循环
f=1/（2*i-1）;
y=y+f;
ify>3
break;%跳出循坏体
end
i=i+1;
end
n=i-1
y=y-f
3、循环的嵌套
【例8】求[100,1000]以内的全部素数。
n=0;
form=100:
1000
flag=1;j=m-1;
i=2;
whilei<=j&flag
ifrem（m,i）==0%rem函数m除以i的余数
flag=0;
end
i=i+1;
end
ifflag
n=n+1;
prime（n）=m;%变量prime存放素数
end
end
prime
5.4函数文件
函数文件是另一种形式的M文件，每一个函数文件定义一个函数。
事实上，MATLAB提供的标准函数大部分都是由函数文件定义的。
1、函数文件格式
函数文件由function语句引导，其格式为：
function输出形参表=函数名（输入形参表）
注释说明部分
函数体
注：
其中函数名的命名规则与变量名相同。
输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。
当输出形参多于1个时，则应该用方括号括起来。
【例9】编写函数文件求小于任意自然数n的Fibonacci（斐波那契）数列各项
functionf=ffib（n）
%用于求Fibonacci数列的函数文件
%f=ffib（n）
%1999年9月30日编
f=[1,1];
i=1;
whilef（i）+f（i+1）f（i+2）=f（i）+f（i+1）;
i=i+1;
end
将以上函数文件以文件名ffib.m存盘，然后在MATLAB命令窗口输入以下命令，可求小于2000的Fibonacci数。
ffib（2000）
2、函数调用
函数文件编制好后，就可调用函数进行计算了。
如上面定义ffib函数后，调用它求小于2000的Fibonacci数。
函数调用的一般格式是：
[输出实参表]=函数名（输入实参表）
【例10】
函数文件tran.m：
function[gama,theta]=tran（x,y）
gama=sqrt（x*x+y*y）;
theta=atan（y/x）;
调用tran.m的命令文件main1.m：
x=input（'Pleaseinputx=:
'）;
y=input（'Pleaseinputy=:
'）;
[gam,the]=tran（x,y）;
gam
the
【例11】利用函数的递归调用，求n！
。
functionf=factor（n）
ifn<=1
f=1;%令f
（1）=1，转向rerurn语句
else
f=factor（n-1）*n;%用参数n-1继续调用本函数，直至f
（1）。
end
return;%返回,即退出本函数。
在命令文件main2.m中调用函数文件factor.m：
fori=1:
10
fac（i）=factor（i）;
end
fac
3．函数所传递参数的可调性
MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处：
函数所传递参数数目的可调性。
凭借这一点，一个函数可完成多种功能。
在调用函数时，MATLAB用两个永久变量nargin和nargout分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。
只要在函数文件中包含这两个变量，就可以准确地知道该函数文件被调用时的输入、输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。
【例12】nargin用法示例
函数文件examp.m：
functionfout=examp（a,b,c）
ifnargin==1
fout=a;
elseifnargin==2
fout=a+b;
elseifnargin==3
fout=（a*b*c）/2;
end
命令文件mydemo.m：
x=[1:
3];y=[1;2;3];
examp（x）
examp（x,y'）
examp（x,y,3）
执行mydemo.m后的输出是：
ans=
123
ans=
246
ans=
21
5.5全局变量和局部变量
在MATLAB中，全局变量用命令global定义。
函数文件的内部变量是局部的，与其他函数文件及MATLAB工作空间相互隔离。
但是，如果在若干函数中，都把某一变量定义为全局变量，那么这些函数将共用这个变量。
全局变量的作用域是整个MATLAB工作空间，即全程有效。
所有的函数都可以对它进行存取和修改。
因此，定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。
【例13】全局变量应用示例
先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。
functionf=wadd（x,y）
%addtwovariable
globalALPHABETA
f=ALPHA*x+BETA*y;
在命令窗口中输入：
globalALPHABETA
ALPHA=1;
BETA=2;
s=wadd（1,2）
输出为：
s=5
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