实验03 选择结构程序设计第4章.docx
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实验03选择结构程序设计第4章
实验03选择结构程序设计
(第4章MATLAB程序设计)
一、实验目的
1.掌握建立和执行M文件的方法。
2.掌握利用if语句实现选择结构的方法。
3.掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。
4.掌握try语句的使用。
二、实验内容
1.(用if)求分段函数的值
用if语句实现,分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。
文本编辑器中的程序:
x=input('请输入x的值:
');
ifx<0&&x~=-3
y=x^2+x-6
elseifx<5&&x>=0&&x~=2&&x~=3
y=x^2-5*x+6
else
y=x^2-x-1
end
命令窗口中的运行结果:
请输入x的值:
-5.0
y=
14
请输入x的值:
-3.0
y=
11
请输入x的值:
1.0
y=
2
请输入x的值:
2.0
y=
1
请输入x的值:
2.5
y=
-0.2500
请输入x的值:
3.0
y=
5
请输入x的值:
5.0
y=
19
2.(用if、switch)输出成绩等级
输入一个百分制成绩,要求输出成绩等级A、B、C、D、E。
其中90分~100分为A,80分~89分为B,79分~79分为C,60分~69分为D,60分以下为E。
要求:
(1)分别用if语句和switch语句实现。
(2)要求输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性,对不合理的成绩应输出出错信息。
用if语句实现:
文本编辑器窗口中的程序:
x=input('输入一个百分制成绩:
x=');
ifx<=100&&x>=90
disp('成绩:
A')
elseifx<=89&&x>=80
disp('成绩:
B')
elseifx>=70&&x<=79
disp('成绩:
C')
elseifx>=60&&x<=69
disp('成绩:
D')
elseifx<60
disp('成绩:
E')
else
disp('输入内容不符合规则,请输入100以内的整数!
')
end
命令窗口中的运行结果:
输入一个百分制成绩:
x=78
成绩:
C
输入一个百分制成绩:
x=54
成绩:
E
输入一个百分制成绩:
x=83
成绩:
B
输入一个百分制成绩:
x=63
成绩:
D
输入一个百分制成绩:
x=209
输入内容不符合规则,请输入100以内的整数!
输入一个百分制成绩:
x=98
成绩:
A
用switch语句实现:
文本编辑器窗口中的程序:
grades=input('请输入百分制成绩:
grades=');
switchfix(grades)
casenum2cell(90:
100)
display('A')
casenum2cell(80:
89)
display('B')
casenum2cell(70:
79)
display('C')
casenum2cell(60:
69)
display('D')
casenum2cell(0:
59)
display('E')
otherwise
display('输入内容不符合规则,请输入100以内的整数!
')
end
命令窗口中的运行结果:
3.工资计算
硅谷公司员工的工资计算方法如下:
(1)工作时数超过120小时者,超过部分加发15%。
(2)工作时数低于60小时者,扣发700元。
(3)其余按每小时84元计发。
试编程按输入的工号和该号员工的工时数,计算应发工资。
文本编辑器窗口中的程序
a=input('员工号:
');
b=input('工时数:
');
ifb>=120
c=120*84+(b-120)*84*(1+0.15)
elseifb<=60
c=b*84-700
else
c=b*84
end
disp(['工号为',num2str(a),'员工应得工资为',num2str(c)])
命令窗口中的运行结果:
员工号:
289
工时数:
125
c=
10563
工号为289员工应得工资为10563
员工号:
89
工时数:
98
c=
8232
工号为89员工应得工资为8232
员工号:
876
工时数:
57
c=
4088
工号为876员工应得工资为4088
4.两位数的加、减、乘、除四则运算
设计程序,完成两位数的加、减、乘、除四则运算,即产生两个两位随机整数,再输入一个运算符号,做相应的运算,并显示相应的结果。
文本编辑器中的程序:
x1=10+(99-10)*rand
(1);
x2=10+(99-10)*rand
(1);
m=fix(x1)
n=fix(x2)
x=input('输入一个运算符:
','s');
switchx
case{'+'}
c=m+n;
case{'-'}
c=m-n;
case{'*'}
c=m*n;
case{'/'}
c=m/n;
otherwise
c='false';
end
c
命令窗口中运行结果:
m=
95
n=
95
输入一个运算符:
+
c=
190
m=
24
n=
96
输入一个运算符:
-
c=
-72
m=
95
n=
53
输入一个运算符:
*
c=
5035
m=
81
n=
22
输入一个运算符:
/
c=
3.6818
5.(用try…catch)建立5×6矩阵,要求输出矩阵第n行元素
要求:
当n值超过矩阵的行数时,自动转为输出矩阵最后一行元素,并给出出错信息。
程序:
A=input('输入A的值:
')
n=input('输入n的值:
')
try
B=A(n,:
);
catch
B=A(5,:
);
end
B
lasterr
运行结果:
输入A的值:
rand(5,6)
A=
0.44560.67970.95970.25510.54720.2543
0.64630.65510.34040.50600.13860.8143
0.70940.16260.58530.69910.14930.2435
0.75470.11900.22380.89090.25750.9293
0.27600.49840.75130.95930.84070.3500
输入n的值:
6
n=
6
B=
0.27600.49840.75130.95930.84070.3500
ans=
AttemptedtoaccessA(6,:
);indexoutofboundsbecausesize(A)=[5,6].
三、实验提示
1.(用if)求分段函数的值
用if语句实现,分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。
步骤:
(1)点击MATLAB主窗口的“文本编辑器”按钮
,弹出“文本编辑器”窗口。
(2)在其中输入程序。
(3)(建议先将主窗口中的命令窗口提取出来),点击“保存并运行”按钮
,系统提示用何文件名保存该程序,可用默认文件名,或自己起文件名,然后程序运行。
(4)若程序无语法错误,则在命令窗口中显示运行结果;否则显示的是错误信息。
如有错,回到文本编辑器进行修改再运行。
本程序要用到input语句,在运行中输入即时数据。
注意给出提示信息,下面的参考结果中的‘输入:
x=’是提示信息。
用到标量逻辑“与”运算符“&&”。
注意单个“&”是数组逻辑“与”。
本程序要运行7次,因为要输入7个数据,参考结果:
本程序中第一行可为:
x=input(‘输入:
x=’);
之后是if…elseif…else…end语句,其中x是自变量,y是因变量。
最后一行简单输入个y即可。
注意其后不加分号,否则不显示y的值。
2.(用if、switch)输出成绩等级
参考例4.5用switch。
用于取整的函数有
fix向0方向取整
floor向-∞方向取整
ceil向+∞方向取整
round四舍五入到最邻近的整数
4.两位数的加、减、乘、除四则运算
用switch。
用if语句处理除数为0。
产生两个两位随机整数可参考下例中的相关用法:
例4.19(递归与非递归)任意排列问题p74
randperm(n)产生一个从整数1到整数n的任意排列。
编写函数实现randperm(n)的功能,即给出一个由任意数组成的行向量,然后产生这个行向量元素的任意排列。
%非递归,函数文件
functionY=rndprm1(X)
%RNDPRM1用for产生一行向量的任意排列
%RNDPRM1(X)产生行向量X的任意排列
[m,n]=size(X);
ifm>1
error('RNDPRM1只接受列向量的输入');
end
Y=[];%从一个空矩阵开始
l=n;%X的元素个数
fori=1:
n
k=1+fix(l*rand);%随机选择Y的下一个元素的位置,rand等价于rand
(1),0x=X(k);%被选择的元素
Y=[Y,x];%将x添加到Y中
X(k)=[];%从X中删除x元素
l=l-1;%更新X的元素个数
end
5.建立5×6矩阵,要求输出矩阵第n行元素
用try…catch…end语句。
可用随机函数rand自动生成矩阵。
四、教程:
第4章MATLAB程序设计(1/3)
4.1M文件p56
4.1.1M文件的分类
用MATLAB语言编写的程序,称M文件,扩展名为m。
M文件按调用方式分为:
命令文件(ScriptFile)
函数文件(FunctionFile)
两种文件的主要区别:
(1)命令文件无输入参数,无返回输出参数;
函数文件可带输入参数,可返回输出参数。
(2)命令文件对工作空间中的变量操作;
函数文件中定义的变量为局部变量,执行完时,它们被清除。
(3)命令文件直接执行;
函数文件要以函数调用的方式来调用它。
例4.1(命令文件、函数文件)互换变量a,b的值。
%程序1:
建立命令文件,文件名exch.m
clc;clear;%清命令窗口,清工作空间
a=1:
10;
b=[11,12,13,14;15,16,17,18];
tmp=a;a=b;b=tmp;
a
b
a=
11121314
15161718
b=
12345678910
%程序2:
建立函数文件,取文件名fexch.m
function[x,y]=fexch(a,b)%a,b为局部变量
x=b;y=a;
%调用函数文件
x=1:
10;
y=[11,12,13,14;15,16,17,18];
[x,y]=fexch(x,y)
a=
11121314
15161718
b=
12345678910
4.1.2M文件的建立与打开p57
1.建立新的M文件
启动文本编辑器有3种方法:
(1)菜单操作
从主窗口的“文件”菜单中选“新建”,再选“空白M-文件”。
(2)命令操作
在命令窗口输入命令edit。
(3)命令按钮操作
单击主窗口工具栏上的“新建M-文件”按钮。
2.打开已有的M文件(4种方法)
(1)菜单操作
从“文件”菜单中选“打开”,屏幕出现“打开”对话框,再选要打开的M文件。
(2)命令操作
在命令窗口输入:
edit文件名,打开指定的M文件。
(3)命令按钮操作
单击工具栏上的“打开文件”按钮,再从弹出的对话框中选所需的M文件。
(4)在当前目录窗口操作
在当前目录窗口双击要打开的文件名。
4.2程序控制结构p58
4.2.1顺序结构
按照程序中语句的排列顺序依次执行,直到程序的最后一个语句。
1.数据的输入(从键盘输入)
A=input(提示信息,选项);
采用's'选项,允许用户输入一个字符串。
A=input('输入矩阵A:
');
xm=input('输入姓名:
','s');
A
xm
输入矩阵A:
[1,2,3;4,5,6]
输入姓名:
Lingming
A=
123
456
xm=
Lingming
2.数据的输出
disp(输出项)
输出项既可为字符串,也可为矩阵。
例4.2(顺序结构)求一元二次方程ax2+bx+c=0的根p59
%p59
clc;
a=input('a=');
b=input('b=');
c=input('c=');
d=b*b-4*a*c;
x=[-b+sqrt(d),-b-sqrt(d)]/(2*a);
disp(['x1=',num2str(x
(1)),...
',x2=',num2str(x
(2))]);
a=1
b=-5
c=6
x1=3,x2=2
3.程序的暂停
pause(延迟秒数)
pause暂停程序,按任一键程序继续执行。
Ctrl+c强行中止程序的运行。
4.2.2选择结构p60
1.if语句(3种格式)
(1)单分支if语句
if条件
语句组
end
条件成立,执行语句组;否则不执行语句组。
(2)双分支if语句
if条件
语句组1
else
语句组2
end
条件成立,执行语句组1;否则执行语句组2。
例4.3(ifelse)计算分段函数的值p61
clc;
x=input('输入x的值:
');
ifx==10
y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);
else
y=x*sqrt(x+sqrt(x));
end
y
输入x的值:
10
y=
10.0543
输入x的值:
5
y=
13.4500
(3)多分支if语句
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n
end
语句用于实现多分支选择结构。
例4.4(ifelseif)字符转换输出p62
输入一个字符:
若为大写字母,则输出其小写字母;
若为小写字母,则输出其大写字母;
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('输入一个字符:
','s');
ifc>='A'&&c<='Z'%标量“与”用&&
disp(char(abs('a')+abs(c)-abs('A')));
elseifc>='a'&&c<='z'
disp(char(abs('A')+abs(c)-abs('a')));
elseifc>='0'&&c<='9'
disp(abs(c)-abs('0'));
else
disp(c);
end%setstr用char代替,setstr将淘汰
输入一个字符:
a
A
输入一个字符:
B
b
输入一个字符:
5
5
输入一个字符:
&
&
2.switch语句
根据表达式的取值,分别执行不同的语句。
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m
otherwise
语句组n
end
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。
例4.5(switchcase)打折销售p63
某商场对商品实行打折销售,标准如下(价格用price表示):
price<200没有折扣
200≤price<5003%折扣
500≤price<10005%折扣
1000≤price<25008%折扣
2500≤price<500010%折扣
5000≤price14%折扣
输入所售商品的价格,求其实际销售价格。
price=input('输入商品价格:
');
switchfix(price/100)
case{0,1}%价格<200
rate=0;
case{2,3,4}%200<=价格<500
rate=3/100;
casenum2cell(5:
9)%500<=价格<1000
rate=5/100;
casenum2cell(10:
24)%1000<=价格<2500
rate=8/100;
casenum2cell(25:
49)%2500<=价格<5000
rate=10/100;
otherwise%5000<=价格
rate=14/100;
end
price=price*(1-rate)%输出商品实际销售价格
输入商品价格:
2300
price=
2116
3.try语句
try
语句组1
catch
语句组2
lasterr
end
Ø先试探性执行语句组1;
Ø若语句组1在执行过程中出错,则将错误信息赋给lasterr变量,并转去执行语句组2。
新用法:
try
语句组1
catchexception
语句组2
throw(exception);
end
exception放错误信息,throw(exception)显示exception的内容。
例4.6(trycatch)矩阵乘法和点乘p64
矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容,否则出错。
先求两矩阵乘积,若出错,则转去求两矩阵点乘。
clc;
A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];
try
C=A*B;
catch
C=A.*B;
lasterr%显示出错原因
end
C
C=
71627
405572
ans=
Errorusing==>mtimes
Innermatrixdimensionsmustagree.