matlab实验报告55100.docx

1、matlab实验报告55100实 验 报 告 课程名称： 可视化计算机语言 实验项目名称： matlab程序设计 学院： 信息工程学院 专业： 电子信息工程 指导教师： 报告人： 学号： 班级： 实验时间： 实验报告提交时间： 教务部制一、实验目的与要求：1、 熟练掌握matlab的程序流程控制结构。2、 熟悉掌握M文件的结构和函数调用。3、 掌握内联函数和函数句柄的使用。4、 了解程序性能剖析窗口。二、内容和步骤：MATLAB的语法规则简洁，编程效率高，作为一个完整的程序语言，MATLAB也有各种程序流程控制，文件格式和函数调用的规则，通过对函数的调用就能够组成庞大的程序，完成复杂的功能。1

2、.使用程序流程控制 Fibonacci数列的各元素为：1、1、2、3、5、8、.满足一下关系 F1=1 F2=1 Fn=Fn-1+Fn-2用M函数文件实现，数列的元素个数为输入变量。（1）按M函数文件格式创建文件开头。function f=shiyan0501(n)%SHIYAN0501%Fibonacci数列%n 元素个数%f 构成Fibonacci数列向量% %copyright 2015-11-25（2）用while循环实现程序功能f(1)=1;f(2)=1;i=2;while i10 break else f(i+1)=f(i-1)+f(i); endend当某个元素大于50，程序便退

3、出循环结构当n=10，最后一个元素刚好是大于50的，正好退出循环结构当n=12时，第十个元素对应的f(i)大于50，于是退出循环结构，不再运行f(11),f(12)了。（5）将该.m文件生成P码文件 pcode shiyan0501将shiyan0501.m删除，重新运行该文件夹，结果如下所示：练习：将该M文件函数改为M脚本文件，将数列元素个数通过键盘输入，程序应该如何修改？将M文件函数另存为M脚本文件；在函数前加n=input(please input a num:)便可通过键盘键入文件运行结果如下所示：please input a num:12n = 12ans = 1 1 2 3 5 8

4、 13 21 34 55 892.使用函数调用计算arcsin(x)，(1)子函数factorial计算n!子函数factorial计算n!输入参数为n，使用for循环实现的阶乘，输出参数为阶乘。 在matlab界面中选择“file-new-function”命令，创建一个新的函数文件，修改输入输出参数和函数名。function f=factorial(n) % output_args = Untitled7( input_args )%UNTITLED7 此处显示有关此函数的摘要% 此处显示详细说明f=1;for m=1:nf=m*f;(2)子函数cal.子函数cal是计算系数functio

5、n k=cal(n1)%计算系数for m=1:n1 k=factorial(2*n1)/(2(2*n1)*(factorial(n1)2*(2*n1+1);end输入参数n=5运行结果如下图所示： cal(5)ans =0.0224本函数中调用了求阶乘的子函数factorial（3）主程序shiyan0502.求主函数计算arcsinx，输入参数为x,输出参数为arcsinx的计算结果。程序如下所示：function y=shiyan0502(x)%shiyan0502 arcsinxn=1;if abs(x)0.0001 y=y+cal(n)*x(2*n+1); n=n+1; endels

6、e disp(输入错误); y=0;returnend运行结果： y=shiyan0502(0.7)y =0.7754当输入参数不满足条件是退出程序： y1=shiyan0502(2)输入错误y1 = 0练习：如果不使用子函数factorial ，而直接在cal函数中计算阶乘，应如何修改程序。修改cal函数如下所示：function k=cal(n1)%计算系数f=1;f1=1;for m=1:2*n1 f1=m*f1;endfor m=1:n1 f=m*f;endk=f1/(2(2*n1)*f2*(2*n1+1);end调用程序shiyan0502，运行结果如下所示： y=shiyan050

7、2(0.7)y =0.7754运行结果与使用子函数factorial的运行结果一致。（4）使用程序性能剖析。选择菜单view-profile命令；或使用在命令窗口输入profile viewer命令都可以打开程序性能剖析窗口。在程序性能剖析窗口的命令输入栏中输入需要剖析的命令，y=shiyan0502(0.7),然后单击start profiling按钮，查看剖析报告。（5）程序的调试。当有多个函数调用时，由于函数变量的工作空间是独立的，被调用的函数执行结束后变量消失，因此调试时要使用matlab调试器查看运行过程中的变量值。设置断点。在需要查看的程序的地方设置断点， shiyan0502(0

8、.7)K yy = 0.7000K x=0.5x =0.5000在K输入x=0.5即可将x的值从0.7修改为0.5.去除断点，查看结果：ans =0.7236结果与x值为0.7时不一致，当x=0.7时，y =0.7754，由此可知，x的值已被修改。单步运行 shiyan0502(0.7)9 n=n+1;K 按单步运行键：可看到箭头不断的移动：（6）使用函数句柄。在命令窗口使用函数句柄调用函数。 h_shiyan0502=shiyan0502h_shiyan0502 = shiyan0502 y=feval(h_shiyan0502,0.5)y = 0.5236（7）使用全局变量。Matlabe

9、的编程不提倡使用全局变量，本例中的程序主要是为了查看全局变量的概念。将n作为全局变量，子函数factorial不修改，子函数cal程序和主函数shiyan0502修改如下：function y=shiyan0502(x)%shiyan0502 arcsinxglobal n; n=1;if abs(x)0.0001 y=y+cal(n)*x(2*n+1); n=n+1; endelse disp(输入错误); y=0;returnendfunction k=cal(n1)global nfor m=1:n k=factorial(2*n)/(2(2*n)*(factorial(n)2*(2*2

10、*n+1);Endglobal为设置的全局变量，子函数没有输入变量，而用全局变量n传递。在全局变量前设置断点，然后运行程序，当程序运行到断点处停止，接着不断使用单步运行调试，结果如下所示： | | |练习：使用单步运行调试，查看全局变量n的变化，并在工作空间查看n；3、利用泛函命令实现数值分析创建函数shiyan0503实现上述表达式关系。function y=shiyan0503(t)%shiyan0503 y=(sin(t).2.*exp(a*t)-b*abs(t)a=0.1;b=0.5;y=(sin(t).2.*exp(a*t)-b*abs(t);查看该函数的输出波形，如下图所示：利用函

11、数名求零点，在上图中可以看相互在0的附近有2个过零点x1=fzero(shiyan0503,0.5)x2=fzero(shiyan0503,-0.5)运行结果如下所示： shiyan0503_1x1 = 0.5198x2 = -0.5993利用函数句柄求过零点 x1=fzero(shiyan0503,0.5)x1 = 0.5198 x2=fzero(shiyan0503,-0.5)x2 = -0.5993利用函数句柄求极小值，由图可知，极小值有多个，查看其中2个 x1=fminbnd(shiyan0503,0.1,0.7)x1 = 0.2511 x2=fminbnd(shiyan0503,2,

12、5)x2 =3.3233练习：利用函数句柄求-1，1的面积。 x=-1:0.1:1; y=shiyan0503(x); area=trapz(x,y) %用梯形计算积分area =0.0485 area1=quad(shiyan0503,-1,1) %用quad计算积分area1 = 0.0469（2）使用内联函数创建内联函数f a=0.1; b=0.5; f=inline(sin(t).2.*exp(.1*t)-0.5*abs(t),t)f = 内联函数: f(t) = (sin(t).2.*exp(.1*t)-0.5*abs(t)绘制曲线图 t=-10:0.1:10; y=feval(f,

13、t); plot(t,y)求过零点 x1=fzero(f,0.5)x1 =0.5198求极小值 x2=fminbnd(f,0.1,0.7)x2 =0.2511练习：利用内联函数求8附近的极小值x=fminbnd(f,7.9,8.1)x =8.0999x2=fminbnd(f,7.99,8.01)x2 = 8.0099（3）使用字符串创建字符串 g=(sin(x).2.*exp(.1*x)-.5*abs(x)g =(sin(x).2.*exp(.1*x)-.5*abs(x)绘制曲线图 x=-10:0.1:10; y=eval(g,x); plot(x,y)运行程序得到下图：求零点 x1=fzer

14、o(g,0.5)x1 = 0.5198自我练习：（1）编写函数计算输入参数r为圆半径的圆面积和周长。程序如下所示：g=pi*r2k=2*pi*rr=input(请输入圆的半径r:)disp(圆的面积：)y=eval(g,r)disp(圆的周长：)y1=eval(k,r)运行结果如所示：假设输入圆的半径为3g = pi*r2k = 2*pi*r请输入圆的半径r:3r = 3圆的面积：y = 28.2743圆的周长：y1 = 18.8496（2）创建内联函数计算y=sin(r)/r，使用函数句柄调用，并绘制曲线。y=inline(sin(r)./r)y = 内联函数: y(r) = sin(r)./r x=-10:0.1:10; f=feval(y,x);plot(x,f)运行结果如下图所示： 三、实验结论： 通过该实验较为熟练地掌握matlab的一些基本操作，掌握熟练掌握matlab的程序流程控制结构，熟悉掌握M文件的结构和函数调用，掌握内联函数和函数句柄的使用，了解程序性能剖析窗口。指导教师批阅意见：成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日备注：注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。