M文件的編寫(xiě)專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座

MATLAB程序設(shè)計(jì)程序控制構(gòu)造函數(shù)文獻(xiàn)程序舉例程序調(diào)試第二講第1頁(yè)m文獻(xiàn)介紹顧客如想靈活應(yīng)用matlab去處理實(shí)際問(wèn)題，充足調(diào)用matlab科學(xué)技術(shù)資源，就需要編輯m文獻(xiàn).包括matlab語(yǔ)言代碼文獻(xiàn)稱(chēng)為m文獻(xiàn)，其擴(kuò)展名為m.編輯m文獻(xiàn)可使用多種文本編輯器.第2頁(yè)復(fù)習(xí)M文獻(xiàn)用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)程序，稱(chēng)為M文獻(xiàn)。M文獻(xiàn)能夠根據(jù)調(diào)用方式不一樣分為兩類(lèi)：命令文獻(xiàn)(ScriptFile)和函數(shù)文獻(xiàn)(FunctionFile)。函數(shù)文獻(xiàn)文獻(xiàn)名必須與其函數(shù)名相同。第3頁(yè)M文獻(xiàn)包括兩部分：注釋文獻(xiàn)和程序文獻(xiàn)symsxy%symbolvariablesf=x^2+y;fi=finverse(f,y)%functionalinverse

程序部分第4頁(yè)MATLAB運(yùn)算符MATLAB運(yùn)算符可分為三類(lèi)：算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符。其中算術(shù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)最高，其次是關(guān)系運(yùn)算符，再其次是邏輯運(yùn)算符。算術(shù)運(yùn)算符在前面已經(jīng)介紹，這里只介紹關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符．例1+2*3>8+9返回01+2<5&15+2*3>8+9返回11+2*(3>8)+9返回10第5頁(yè)MATLAB運(yùn)算符1．關(guān)系運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符對(duì)于程序流程控制非常有用．MATLAB共有六個(gè)關(guān)系運(yùn)算符，它們分別是＜不大于；＜=不大于等于；＞大于；＞=大于等于；﹦﹦等于；~=不等于

關(guān)系運(yùn)算符能夠比較同型矩陣，此時(shí)將生成一種0-1矩陣，當(dāng)對(duì)應(yīng)元素經(jīng)關(guān)系運(yùn)算為真時(shí)，對(duì)應(yīng)位置上生成1，不然為0。關(guān)系運(yùn)算符也能夠比較標(biāo)量和矩陣，此時(shí)是標(biāo)量與矩陣每個(gè)元素分別比較，生成一種0-1矩陣．第6頁(yè)MATLAB運(yùn)算符2．邏輯運(yùn)算符MATLAB有三個(gè)邏輯運(yùn)算符：與（＆）或（|）非（~）。對(duì)于數(shù)值矩陣，當(dāng)元素為0時(shí)，邏輯上為假；當(dāng)元素為非0時(shí),邏輯上為真．同關(guān)系運(yùn)算符同樣，邏輯運(yùn)算符兩端運(yùn)算數(shù)能夠是同型矩陣，對(duì)兩矩陣對(duì)應(yīng)元素分別運(yùn)算，成果為一種0-1矩陣．當(dāng)邏輯體現(xiàn)式值為真時(shí)，賦值1，不然為0．同樣，其中一種矩陣也能夠是標(biāo)量。與（＆）運(yùn)算：兩個(gè)運(yùn)算數(shù)都為真時(shí)，成果為真，其他情況下（一真一假或兩個(gè)都假）成果為假．或（|）運(yùn)算：兩個(gè)運(yùn)算數(shù)都為假時(shí)，成果為假，其他情況下（一真一假或兩個(gè)都真）為真．非（～）運(yùn)算：只有一種運(yùn)算數(shù)，當(dāng)該運(yùn)算數(shù)為真時(shí)，成果為假，不然，成果為真．第7頁(yè)次序構(gòu)造1．?dāng)?shù)據(jù)輸入從鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)，則能夠使用input函數(shù)來(lái)進(jìn)行，該函數(shù)調(diào)用格式為：A=input(提醒信息，選項(xiàng))；其中提醒信息為一種字符串，用于提醒顧客輸入什么樣數(shù)據(jù)。假如在input函數(shù)調(diào)用時(shí)采取's'選項(xiàng)，則允許顧客輸入一種字符串。例如，想輸入一種人姓名，可采取命令：xm=input('Whatisyourname?','s');R=input('Howmanyapples:')程序控制構(gòu)造第8頁(yè)2．?dāng)?shù)據(jù)輸出

MATLAB提供命令窗口輸出函數(shù)主要有disp函數(shù)，其調(diào)用格式為disp(輸出項(xiàng))其中輸出項(xiàng)既能夠?yàn)樽址?，也能夠?yàn)榫仃?。disp(‘a(chǎn)’)和disp(a)分別返回什么成果？第9頁(yè)例1分別建立命令文獻(xiàn)和函數(shù)文獻(xiàn)，將華氏溫度f(wàn)轉(zhuǎn)換為攝氏溫度c。程序1：首先建立命令文獻(xiàn)并以文獻(xiàn)名f2c.m存盤(pán)。clear;%清除工作空間中變量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口中輸入f2c，將會(huì)執(zhí)行該命令文獻(xiàn)，執(zhí)行情況為：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778第10頁(yè)程序2：首先建立函數(shù)文獻(xiàn)f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在MATLAB命令窗口調(diào)用該函數(shù)文獻(xiàn)。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)輸出情況為：InputFahrenheittemperature：70c=21.1111x=21.1111第11頁(yè)例2輸入x,y值，并將它們值交換后輸出。

程序如下：x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);第12頁(yè)3．程序暫停暫停程序執(zhí)行能夠使用pause函數(shù)，其調(diào)用格式為：pause(延遲秒數(shù))假如省略延遲時(shí)間，直接使用pause，則將暫停程序，直到顧客按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強(qiáng)行中斷程序運(yùn)行可使用Ctrl+C命令。第13頁(yè)選擇構(gòu)造1．if語(yǔ)句（條件轉(zhuǎn)移構(gòu)造）在MATLAB中，if語(yǔ)句有3種格式。(1)單分支if語(yǔ)句：if條件語(yǔ)句組end當(dāng)條件成立時(shí)，則執(zhí)行語(yǔ)句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語(yǔ)句后繼語(yǔ)句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語(yǔ)句后繼語(yǔ)句。第14頁(yè)例3求一元二次方程ax2+bx+c=0根。程序如下：a=input('a=?');b=input('b=?');c=input('c=?');d=b*b-4*a*c;ifd>=0x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)];disp(['x1=',num2str(x(1)),',x2=',num2str(x(2))]);end第15頁(yè)(2)雙分支if語(yǔ)句：if條件語(yǔ)句組1else語(yǔ)句組2end當(dāng)條件成立時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組1，不然執(zhí)行語(yǔ)句組2，語(yǔ)句組1或語(yǔ)句組2執(zhí)行后，再執(zhí)行if語(yǔ)句后繼語(yǔ)句。第16頁(yè)

例4計(jì)算分段函數(shù)值。

程序如下：x=input('請(qǐng)輸入x值:');ifx<=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endy第17頁(yè)

(3)多分支if語(yǔ)句：if條件1語(yǔ)句組1elseif條件2語(yǔ)句組2……elseif條件m語(yǔ)句組melse語(yǔ)句組nend語(yǔ)句用于實(shí)現(xiàn)多分支選擇構(gòu)造。第18頁(yè)2．switch語(yǔ)句（開(kāi)關(guān)構(gòu)造）switch語(yǔ)句根據(jù)體現(xiàn)式取值不一樣，分別執(zhí)行不一樣語(yǔ)句，其語(yǔ)句格式為：switch體現(xiàn)式case體現(xiàn)式1語(yǔ)句組1case體現(xiàn)式2語(yǔ)句組2……case體現(xiàn)式m語(yǔ)句組motherwise語(yǔ)句組nend第19頁(yè)當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式1值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組1，當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式2值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組2，…，當(dāng)體現(xiàn)式值等于體現(xiàn)式m值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組m，當(dāng)體現(xiàn)式值不等于case所列體現(xiàn)式值時(shí)，執(zhí)行語(yǔ)句組n。當(dāng)任意一種分支語(yǔ)句執(zhí)行完后，直接執(zhí)行switch語(yǔ)句下一句。第20頁(yè)例5某班級(jí)對(duì)學(xué)生成績(jī)劃分等級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)如下(分?jǐn)?shù)用mark來(lái)表達(dá))：

90≤mark≤100等級(jí)為A80≤mark<90等級(jí)為B70≤mark<80等級(jí)為C60≤mark<70等級(jí)為D0≤mark<60等級(jí)為E輸入學(xué)生成績(jī)，輸出其成績(jī)等級(jí)（百分制換五分制）。第21頁(yè)

程序如下：mark=input('請(qǐng)輸入學(xué)生成績(jī)');switchfix(mark/10)case{10,9}%成績(jī)?cè)?0與100之間grade='A';case{8}%成績(jī)大于等于80但不大于90grade='B';case{7}%成績(jī)大于等于70但不大于80grade='C';case{6}%成績(jī)大于等于60但不大于70grade='D';otherwise%成績(jī)低于60grade='E';endgradeceil,floor,round,fix.上取整下取整最鄰近取整朝零取整ceil(1.8)？floor(1.8)？fix(1.8)？fix(-1.8)？round（1.8）？round（-1.8）？第22頁(yè)3．try語(yǔ)句語(yǔ)句格式為：try語(yǔ)句組1catch語(yǔ)句組2endtry語(yǔ)句先試探性執(zhí)行語(yǔ)句組1，假如語(yǔ)句組1在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將錯(cuò)誤信息賦給保存lasterr變量，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行語(yǔ)句組2。第23頁(yè)例6矩陣乘法運(yùn)算要求兩矩陣維數(shù)相容，不然會(huì)犯錯(cuò)。先求兩矩陣乘積，若犯錯(cuò)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)去求兩矩陣點(diǎn)乘。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%顯示犯錯(cuò)原因第24頁(yè)循環(huán)構(gòu)造1．for語(yǔ)句for語(yǔ)句格式為：for循環(huán)變量=體現(xiàn)式1:體現(xiàn)式2:體現(xiàn)式3循環(huán)體語(yǔ)句end其中體現(xiàn)式1值為循環(huán)變量初值，體現(xiàn)式2值為步長(zhǎng)，體現(xiàn)式3值為循環(huán)變量終值。步長(zhǎng)為1時(shí)，體現(xiàn)式2能夠省略。第25頁(yè)例7一種三位正整數(shù)各位數(shù)字立方和等于該數(shù)本身則稱(chēng)該數(shù)為水仙花數(shù)。輸出所有水仙花數(shù)。

程序如下：form=100:999m1=fix(m/100);%求m百位數(shù)字m2=rem(fix(m/10),10);%求m十位數(shù)字m3=rem(m,10);%求m個(gè)位數(shù)字ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endendrem：取余第26頁(yè)例8當(dāng)n=100時(shí)，y是1到（2n-1）奇數(shù)倒數(shù)之和，求y值。

程序如下：y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy第27頁(yè)在實(shí)際MATLAB編程中，采用循環(huán)語(yǔ)句會(huì)降低其執(zhí)行速度，因此前面程序通常由下面程序來(lái)代替：n=100;y1=1:2:2*n-1;y=sum(1./y1);y第28頁(yè)for語(yǔ)句更一般格式為：for循環(huán)變量=矩陣體現(xiàn)式循環(huán)體語(yǔ)句end執(zhí)行過(guò)程是依次將矩陣各列元素賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，直至各列元素處理完成。第29頁(yè)

例9寫(xiě)出下列程序執(zhí)行成果。s=0;a=[1,3,4;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=as=s+k;enddisp(‘s’);第30頁(yè)2．while語(yǔ)句循環(huán)次數(shù)不確定while語(yǔ)句一般格式為：while(條件)循環(huán)體語(yǔ)句end其執(zhí)行過(guò)程為：若條件成立，則執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，執(zhí)行后再判斷條件是否成立，假如不成立則跳出循環(huán)。第31頁(yè)例10從鍵盤(pán)輸入若干個(gè)數(shù)，當(dāng)輸入0時(shí)結(jié)束輸入，求這些數(shù)平均值和它們之和。程序如下：sum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber(endin0):');while(val~=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input('Enteranumber(endin0):');endif(cnt>0)summean=sum/cntend第32頁(yè)3．break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句與循環(huán)構(gòu)造有關(guān)語(yǔ)句尚有break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句。它們一般與if語(yǔ)句配合使用。break語(yǔ)句用于終止循環(huán)執(zhí)行。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語(yǔ)句時(shí)，程序?qū)⑻鲅h(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語(yǔ)句下一語(yǔ)句。continue語(yǔ)句控制跳過(guò)循環(huán)體中某些語(yǔ)句。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語(yǔ)句時(shí)，程序?qū)⑻^(guò)循環(huán)體中所有剩下語(yǔ)句，繼續(xù)下一次循環(huán)。第33頁(yè)例11求[100，200]之間第一種能被21整除整數(shù)。程序如下：forn=100:200ifrem(n,21)~=0continueendbreakendn第34頁(yè)4．循環(huán)嵌套假如一種循環(huán)構(gòu)造循環(huán)體又包括一種循環(huán)構(gòu)造，就稱(chēng)為循環(huán)嵌套，或稱(chēng)為多重循環(huán)構(gòu)造。

例12若一種數(shù)等于它各個(gè)真因子之和，則稱(chēng)該數(shù)為完數(shù)，如6=1+2+3，因此6是完數(shù)。求[1,500]之間所有完數(shù)。form=1:500s=0;fork=1:m/2ifrem(m,k)==0s=s+k;endendifm==sdisp(m);endend第35頁(yè)函數(shù)文獻(xiàn)基本構(gòu)造函數(shù)文獻(xiàn)由function語(yǔ)句引導(dǎo)，其基本構(gòu)造為：function輸出形參表=函數(shù)名(輸入形參表)注釋說(shuō)明部分函數(shù)體語(yǔ)句其中以function開(kāi)頭一行為引導(dǎo)行，表達(dá)該M文獻(xiàn)是一種函數(shù)文獻(xiàn)。函數(shù)名命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)輸入?yún)?shù)，輸出形參為函數(shù)輸出參數(shù)。當(dāng)輸出形參多于一種時(shí)，則應(yīng)當(dāng)用方括號(hào)括起來(lái)。函數(shù)文獻(xiàn)第36頁(yè)例13編寫(xiě)函數(shù)文獻(xiàn)求半徑為r圓面積和周長(zhǎng)。函數(shù)文獻(xiàn)如下：function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculatetheareaandperimeterofacircleofradiir%r圓半徑%s圓面積%p圓周長(zhǎng)%2023年7月30日編s=pi*r*r;p=2*pi*r;第37頁(yè)函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用一般格式是：[輸出實(shí)參表]=函數(shù)名(輸入實(shí)參表)要注意是，函數(shù)調(diào)用時(shí)各實(shí)參出現(xiàn)次序、個(gè)數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時(shí)形參次序、個(gè)數(shù)一致，不然會(huì)犯錯(cuò)。函數(shù)調(diào)用時(shí)，先將實(shí)參傳遞給對(duì)應(yīng)形參，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)功能。第38頁(yè)

例14利用函數(shù)文獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)(x,y)與極坐標(biāo)(ρ,θ)之間轉(zhuǎn)換。函數(shù)文獻(xiàn)tran.m：function[rho,theta]=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);調(diào)用tran.m命令文獻(xiàn)main1.m：x=input('Pleaseinputx=:');y=input('Pleaseinputy=:');[rho,theta1]=tran(x,y);rhotheta1在MATLAB中，函數(shù)能夠嵌套調(diào)用，即一種函數(shù)能夠調(diào)用別函數(shù)，甚至調(diào)用它本身。一種函數(shù)調(diào)用它本身稱(chēng)為函數(shù)遞歸調(diào)用。第39頁(yè)

例15利用函數(shù)遞歸調(diào)用，求n！。n!本身就是以遞歸形式定義：顯然，求n!需要求(n-1)!，這時(shí)可采取遞歸調(diào)用。遞歸調(diào)用函數(shù)文獻(xiàn)factor.m如下：functionf=factor(n)ifn<=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;%遞歸調(diào)用求(n-1)!end第40頁(yè)函數(shù)參數(shù)可調(diào)性在調(diào)用函數(shù)時(shí)，MATLAB用兩個(gè)永久變量nargin和nargout分別統(tǒng)計(jì)調(diào)用該函數(shù)時(shí)輸入實(shí)參和輸出實(shí)參個(gè)數(shù)。只要在函數(shù)文獻(xiàn)中包括這兩個(gè)變量，就能夠精確地懂得該函數(shù)文獻(xiàn)被調(diào)用時(shí)輸入輸出參數(shù)個(gè)數(shù)，從而決定函數(shù)如何進(jìn)行處理。第41頁(yè)

例16nargin使用方法示例。函數(shù)文獻(xiàn)examp.m：functionfout=examp(a,b,c)ifnargin==1fout=a;elseifnargin==2fout=a+b;elseifnargin==3fout=(a*b*c)/2;end命令文獻(xiàn)mydemo.m：x=[1:3];y=[1;2;3];examp(x)examp(x,y')examp(x,y,3)第42頁(yè)全局變量與局部變量全局變量用global命令定義，格式為：global變量名例17全局變量應(yīng)用示例。先建立函數(shù)文獻(xiàn)wadd.m，該函數(shù)將輸入?yún)?shù)加權(quán)相加。functionf=wadd(x,y)globalALPHAB