实验五M文件和MATLAB程序设计.docx
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实验五M文件和MATLAB程序设计
实验五M文件和MATLAB程序设计
一、实验目的
matlab作为一种高级计算机语言，不仅可以命令行方式完成操作，也具有数据结构、控制流、输入输出等能力，本次实验通过熟悉和掌握m文件的建立与使用方法，以及函数与控制程序流程语句的使用，使学生具备一定的编程和程序调试能力。
1．掌握M文件的使用方法。
2．掌握if语句和switch语句的使用
3.掌握循环语句的使用
4.通过练习理解MATLAB编程方法。
二、实验原理
1．m文件
用matlab语言编写的程序，称为m文件。
M文件根据调用方式的不同分为两类，命令文件（Scriptfile）和函数文件（Functionfile）。
区别?
2．程序控制结构
1）顺序结构
2）选择结构
（1）if语句a）单分支if语句b）双分支if语句c）多分支if语句
（2）switch语句
（3）try语句
3）循环结构
（1）for语句
（2）while语句
（3）break语句、continue语句、return使用,区别?
3．函数文件
function输出形参表＝函数名（输入形参表）
注释说明部分
函数体语句
三、实验要求
1．首先上机练习PPT中各种流程控制语句的有关实例。
2．然后上机练习下面的实验习题。
四、实验习题
1．数论中一个有趣的题目：
任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。
重复此过程，最终得到的结果为1。
如：
2→1
3→10→5→16→8→4→2→1
6→3→10→5→16→8→4→2→1
运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。
%classic"3n+1"problemfromnumbertheory.
while1
n=input（'Entern,negativequits:
'）;
ifn<=0
break
end
a=n;
whilen>1
ifrem（n,2）==0
n=n/2;
else
n=3*n+1;
end
a=[a,n];
end
a
end
Entern,negativequits:
3
a=
3105168421
2．编程求满足
的最小m值。
a=0;
i=1;
while（a<10000）
a=a+pow2（i）;
i=i+1;
end
m=i-1;
m
13
3．编写一个函数，计算下面函数的值，给出x的值，调用该函数后，返回y的值。
function[y]=myfun1（x）
选择一些数据测试你编写的函数。
functiony=myfun1（x）
ifx<=0
y=sin（x）;
elseifx>0&x<=3
y=x;
elseifx>3
y=-x+6;
end
运行结果:
>>y=myfun1（-pi/2）
y=
-1
>>y=myfun1（0）y=
0
>>y=myfun1
（2）
y=
2
>>y=myfun1（4）
y=
2
4．用如下迭代公式求
，a的值分别为：
3，17，113。
迭代的终止条件为
，迭代初值
迭代次数不超过100次。
分别对迭代结果和准确值进行比较，并统计迭代次数。
迭代公式：
function[x,n]=sqrt_a（a）
x=1.0;
fork=1:
100
m=x;
x=x/2+a/（2*x）;
ifabs（x-m）<=10^（-5）
break
end
end
x;
n=k;
s=（x-sqrt（a））;
ifs<=10^（-5）
disp（'正确'）;
else
disp（'错误'）;
end
下面调用举例：
运行结果:
>>[x,n]=sqrt_a（3）
正确
x=
1.7321
n=
5
>>[x,n]=sqrt_a（17）
正确
x=
4.1231
n=
6
>>[x,n]=sqrt_a（113）
正确
x=
10.6301
n=
8
5．定义一个函数文件，求给定复数的指数、对数、正弦和余弦，并在命令文件中调用该函数文件。
程序设计：
function[elnsc]=num（x）
e=exp（x）
ln=log（x）
s=sin（x）
c=cos（x）
end
运行结果：
>>num（5i）
e=
0.2837-0.9589i
ln=
1.6094+1.5708i
s=
0+74.2032i
c=
74.2099
ans=
0.2837-0.9589i
6．设f（x）=
，编写一个MATLAB函数文件fx.m，使得调用f（x）时，x可用矩阵代入，得出的f（x）为同阶矩阵。
程序设计：
函数文件fx.m:
functionA=fx（x）
A=1./（（x-2）.^2+0.1）+1./（（（x-3）.^4）+0.01）
end
调用fx.m的命令文件：
>>A=fx（[12;23;43]）
运行结果:
A=
0.971610.9901
10.9901100.9091
1.2340100.9091
7．已知y=
当f（n）=n+10ln（
+5）时，求y的值。
程序设计：
函数文件fn.m:
functionx=fn（n）
x=n+10*log（n^2+5）
end
调用fn.m的命令：
y=fn（40）/（fn（30）+fn（20））
运行结果:
y=
0.6390
8．将下列脚本式m文件改写成函数式m文件：
（1）输入一个字符，若为大写字母，则输出其对应的小写字母；若为小写字母，则输出其对应的大写字母；若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。
c=input（'请输入一个字符','s'）;%a是字符，'a'是字符串
ifc>='A'&c<='Z'
disp（setstr（abs（c）+abs（'a'）-abs（'A'）））;%加32
elseifc>='a'&c<='z'
disp（setstr（abs（c）-（abs（'a'）-abs（'A'））））;
elseifc>='0'&c<='9'
disp（abs（c）-abs（'0'））;
else
disp（c）;
end%必须与if配对使用
编写一个函数式m文件，实现程序的功能
c=input（'请输入一个字符','s'）;
FunctionM=disp（c）;
ifc>='A'&c<='Z'
M=setstr（abs（c）+abs（'a'）-abs（'A'））
elseifc>='a'&c<='z'
M=setstr（abs（c）-（abs（'a'）-abs（'A'）））
elseifc>='0'&c<='9'
M=abs（c）-abs（'0'）
end
（2）某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下（商品价格用price来表示）：
price<200没有折扣
200≤price<5002%折扣
500≤price<10005%折扣
1000≤price<250010%折扣
2500≤price<500025%折扣
5000≤price50%折扣
输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
程序如下：
price=input（'请输入商品价格'）;
switchfix（price/100）%向零的方向取整
case{0,1}%价格小于200
rate=0;
case{2,3,4}%价格大于等于200但小于500
rate=2/100;
casenum2cell（5:
9）%价格大于等于500但小于1000
%为简便采用元胞数组
rate=5/100;
casenum2cell（10:
24）%价格大于等于1000但小于2500
rate=10/100;
casenum2cell（25:
49）%价格大于等于2500但小于5000
rate=25/100;
otherwise%价格大于等于5000
rate=50/100;
end
price=price*（1-rate）%输出商品实际销售价格
编写一个函数式m文件，计算顾客实际付款数目。
Functionprice=f（rate）
switchfix（price/100）
case{0,1}
rate=0;
case{2,3,4}
rate=2/100;
casenum2cell（5:
9）
rate=5/100;
casenum2cell（10:
24）
rate=10/100;
casenum2cell（25:
49）
rate=25/100;
otherwise
rate=50/100;
Price=price*（1-rate）
end
9．一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。
输出全部水仙花数。
程序如下：
•form=100:
999
m1=fix（m/100）;%求m的百位数字
•m2=fix（（m-m1*100）/10）;%求m的十位数字
•m3=m-m1*100-m2*10;%求m的个位数字
•ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3
•disp（m）
•end
•end
编写一个函数式m文件，来判断一个三位数是不是水仙花数。
Functionm=f（Mn）
•form=100:
999
m1=fix（m/100）;
•m2=fix（（m-m1*100）/10）;
•m3=m-m1*100-m2*10;
•ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3
•disp（m）
•end
•end
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的和。
程序如下：
sum=0;%用于存放和
n=0;%用于统计输入的数的个数
val=input（‘Enteranumber:
’）;%在循环体外初始
while（val~=0）
sum=sum+val;
n=n+1;
val=input（‘Enteranumber:
’）;若无此句只能输入一个数
end
if（n>0）
sum
mean=sum/n
End
改写成M文件
Functionmean=fn（n）
sum=0;
n=0;
val=input（‘Enteranumber:
’）;
while（val~=0）
sum=sum+val;
n=n+1;
val=input（‘Enteranumber:
’）;
if（n>0）
sum
mean=sum/n
end
5、实验心得
通过本次实验，我了解了MATLAB的工作模式和M文件的构成规则，了解了命令M文件和函数M文件的异同。
会MATLAB的M文件的创建与修改，会使用函数句柄调用函数，会运用顺序结构、循环结构和分支结构进行计算机编程。
会控制MATLAB的程序流，熟悉了应用程序设计的基本步骤。
能对文件进行简单操作，会调试和优化所设计的程序。
对应用程序接口的设计也有所了解。
MATLAB语言被称为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强，而且调试十分容易。
它是MATLAB重要组成部分。
通过这次试验我已经对MATLAB的工作模式有一个大致的了解，并掌握如何创建M文件，包括命令文件和函数文件。
熟练地掌握MATLAB的程序设计流程和程序设计的基本结构，并能初步设计一些简单的能解决实际问题的程序。
实验成绩：
________________
实验日期和地点：
东港学院
实验指导教师：
宁伟
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