第2章程序設計基礎

1、2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用1第第 2 2 章章 程序設計基礎程序設計基礎現(xiàn)代設計與分析研究所現(xiàn)代設計與分析研究所王王 雷雷2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用2本章主要內容本章主要內容l2.1 MATLAB 語言基礎語言基礎l2.2 MATLAB 基本數(shù)學運算基本數(shù)學運算l2.3 MATLAB 語言流程控制語言流程控制l2.4 MATLAB 函數(shù)的編寫函數(shù)的編寫2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用32.1 MATLAB 語言基礎語言基礎lMATLAB 語言的變量名規(guī)則語言的變量名規(guī)則 由一個字母引導，后面可以為其他字符 區(qū)分大小寫 Ab

2、c ABc 有效 MYvar12, MY_Var12 和 MyVar12_ 錯誤的變量名 12MyVar, _MyVar12 l MATLAB 的保留常量的保留常量 eps, i, j, pi, Inf, NaN lastwarn, lasterr 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用4數(shù)值型數(shù)據(jù)結構數(shù)值型數(shù)據(jù)結構l雙精度數(shù)值變量雙精度數(shù)值變量 IEEE標準，64位 (8字節(jié))，11指數(shù)位，53數(shù)值位和一個符號位 double() 函數(shù)的轉換l其他數(shù)據(jù)類型其他數(shù)據(jù)類型 uint8，常用于圖像表示和處理，8位 int8(), int16(), int32(),uint16(),

3、uint32()2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用5符號型變量數(shù)據(jù)類型符號型變量數(shù)據(jù)類型l符號型，符號型，sym(A), 常用于公式推導常用于公式推導 變量聲明 采用變精度函數(shù)求值【例【例2-1】求出】求出 p p 的的 300 位有效數(shù)字位有效數(shù)字2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用6MATLAB 支持的其他數(shù)據(jù)結構支持的其他數(shù)據(jù)結構l字符串型數(shù)據(jù)：用單引號括起來字符串型數(shù)據(jù)：用單引號括起來 l多維數(shù)組：是矩陣的直接擴展，多個下標多維數(shù)組：是矩陣的直接擴展，多個下標l單元數(shù)組：將不同類型數(shù)據(jù)集成到一個變量名單元數(shù)組：將不同類型數(shù)據(jù)集成到一個變量名下面，用下面

4、，用 表示（細胞型）表示（細胞型）l結構體：結構體：A.b， 引用也用引用也用 A.b，不是，不是A-bl類與對象：可以定義重載函數(shù)類與對象：可以定義重載函數(shù)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用7MATLAB 的基本語句結構的基本語句結構l直接賦值語句直接賦值語句【例【例2-2】表示矩陣】表示矩陣2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用8l函數(shù)調用語句函數(shù)調用語句l冒號表達式冒號表達式2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用9【例2-3】 用不同的步距生成 (0,p) 間向量2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用10lLinspace(a,

5、b,n)l【例2-4】 0到pi的50個等間距點l T=linspace(0,pi,50) 相當于0:pi/49:pi2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用11子矩陣提取子矩陣提取l基本語句格式基本語句格式l【例【例2-5】子矩陣提取】子矩陣提取 提取 A 矩陣全部奇數(shù)行，所有列 提取 A 矩陣 3,2,1 行、2,3,4 列構成子矩陣 將 A 矩陣左右翻轉2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用12l例子例子exstring.m字符串數(shù)據(jù)類型xibao.m單元數(shù)組（細胞）jiegou.m結構型數(shù)據(jù)2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用132.2 2.2

6、 基本數(shù)學運算基本數(shù)學運算l2.2.1 代數(shù)運算代數(shù)運算l2.2.2 邏輯運算邏輯運算l2.2.3 比較運算比較運算l2.2.4 解析結果的化簡與變換解析結果的化簡與變換l2.2.5 基本數(shù)論運算基本數(shù)論運算2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用14矩陣的代數(shù)運算矩陣的代數(shù)運算l矩陣轉置矩陣轉置 數(shù)學表示 MATLAB 求解 BA2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用15l矩陣加減法矩陣加減法 注意其一為標量的情形l矩陣乘法矩陣乘法 數(shù)學表示 MATLAB 表示 注意相容性 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用16l矩陣除法矩陣除法 矩陣左除：AX

7、= B，求 X MATLAB 求解：X=AB A不是方陣，求最小二乘解 矩陣右除：XA = B，求 X MATLAB求解：X=B/A A不是方陣，求最小二乘解 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用17l矩陣除法矩陣除法l求解方程組求解方程組lMATLAB求解求解 A=8 1 6;3 5 7;4 9 2;l B=7.5 4 12; x=AB123123123867.5357449212xxxxxxxxx1238167.5357449212xxx 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用18l矩陣翻轉矩陣翻轉 左右翻轉 上下翻轉 旋轉 90ol矩陣乘方矩陣乘方 A 為方

8、陣，求 MATLAB 實現(xiàn)： 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用19l點運算點運算 矩陣對應元素的直接運算 例如2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用20矩陣的邏輯運算矩陣的邏輯運算l邏輯運算（相應元素間的運算）邏輯運算（相應元素間的運算） 與運算 或運算 非運算 異或運算 2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用21矩陣的比較運算矩陣的比較運算l各種允許的比較關系各種允許的比較關系 , =, , tic, s=0; for i=1:100000, s=s+1/2i+1/3i; end toc2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用31轉

9、移結構轉移結構2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用322022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用33【例2-15】用循環(huán)求解 求最大的 m2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用342.3.3 開關結構開關結構2022年3月7日10時49分MATLAB語言與應用352022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用36和和 C C 語言的區(qū)別語言的區(qū)別l當開關表達式的值等于某表達式，執(zhí)行該語句當開關表達式的值等于某表達式，執(zhí)行該語句后結束該結構，不用后結束該結構，不用 breakl同時滿足若干個條件之一，則用單元結構同時滿足若干個條件之一，則用單元結構l

10、otherwise 語句，不是語句，不是 defaultl程序的執(zhí)行結果和各個程序的執(zhí)行結果和各個case順序無關順序無關lcase 語句中條件不能重復，否則列在后面的語句中條件不能重復，否則列在后面的條件將不能執(zhí)行條件將不能執(zhí)行2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用372.3.4 試探結構試探結構l全新結構全新結構2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用382.4 MATLAB 函數(shù)的編寫函數(shù)的編寫l函數(shù)是函數(shù)是 MATLAB 編程的主流方法編程的主流方法l除了函數(shù)外，還可以采用除了函數(shù)外，還可以采用 M-script 文件文件lM-script 適合于小規(guī)模適合于

11、小規(guī)?！纠纠?-16】若最大值不為】若最大值不為 10000，需修改程序，需修改程序對對 m 和和 10000 值的設置，不適合于值的設置，不適合于M-script2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用392.4.1 MATLAB 語言的函數(shù)的基本結構語言的函數(shù)的基本結構 nargin， nargout, varargin, varargout2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用40【例2-17】前面的要求，m, 10000無需修改程序2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用41【例2-18】若只給出一個輸入?yún)?shù)，則會自動生成一個方陣在函數(shù)中給出合適的幫助信息檢測輸入和返回變量的個數(shù)edit myhilb2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用422022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用432022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用442.4.2 可變輸入輸出個數(shù)可變輸入輸出個數(shù)【例【例2-21】 可以計算兩個多項式的積可以計算兩個多項式的積用用 varargin 實現(xiàn)任意多個多項式的積實現(xiàn)任意多個多項式的積2022年3月7日10時50分MATLAB語言與應用452.4.3 inline 函數(shù)和匿名函數(shù)函數(shù)和匿名函數(shù)linline 函數(shù)，可以免去文件函數(shù)，可以免去文件lMATLAB 7.0202