第二讲(第二部分)MATLAB的程序设计和M文件.ppt

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1、1 程序控制程序控制 2 M文件结构文件结构 3 函数的使用函数的使用 4 程序的调试程序的调试 1.if 结构结构if 条件条件1 语句段语句段1elseif 条件条件2 语句段语句段2.else 语句段语句段n end111101122xxxxx x=-5:0.1:5;if x=1 y=x.2-1elseif-1x score=98;s1=fix(score/10);%取十位数取十位数 switch s1 case 9,10 s=优优 case 8 s=良良 case 7 s=中中 case 6 s=及格及格 otherwise s=不及格不及格end1.for循环循环for 循环变量循环

2、变量=array循环体循环体end 说明：说明：array可以是向量也可以是矩阵，循环执行的次可以是向量也可以是矩阵，循环执行的次数就是数就是array的列数，每次循环中循环变量依次取的列数，每次循环中循环变量依次取array的的各列并执行循环体，直到各列并执行循环体，直到array所有列取完。所有列取完。for n=1:5%循环循环5次次for n=-1:0.1:1%循环循环21次次for n=linspace(-2*pi,2*pi,5)%循环循环5次次a=eye(2,3);for n=a%循环循环3次，次，n为列向量为列向量2.while循环循环while 条件表达式条件表达式循环体循环体

3、end 例例2 使用使用while循环计算循环计算f(x)=sin(x)，x x=0.1;while x”提示符，当提示符，当键盘输入键盘输入“return”后，程序才继续运行。后，程序才继续运行。keyboard命令可以用来在程序调试或程序执行时命令可以用来在程序调试或程序执行时3.input命令命令 r=input(str,s)%从键盘中输入数据保存到变量从键盘中输入数据保存到变量r4.disp命令命令disp命令是较常用的显示命令，常用来显命令是较常用的显示命令，常用来显示字符串型的信息提示。示字符串型的信息提示。5.pause命令命令pause命令用来使程序暂停运行，当用户命令用来使程

4、序暂停运行，当用户按任意键才继续执行。常用于程序调试或查按任意键才继续执行。常用于程序调试或查看中间结果，也可以用来控制执行的速度。看中间结果，也可以用来控制执行的速度。pause的命令格式如下：的命令格式如下：pause(n)%暂停暂停n秒秒MATLAB 7.X的程序如果要保存则使用扩的程序如果要保存则使用扩展名是展名是“.m”的的M文件，文件，M文件有两种即文件有两种即M脚本文件（脚本文件（Script File）和）和M函数文件（函数文件（Function File）。）。1.函数声明行函数声明行函数声明行是在函数声明行是在M函数文件的第一行，只有函数文件的第一行，只有M函函数文件必须有

5、数文件必须有，以，以“function”引导并指定函数名、引导并指定函数名、输入和输出参数，输入和输出参数，M脚本文件没有函数声明行脚本文件没有函数声明行。2.H1行行H1行是帮助文字的第一行。行是帮助文字的第一行。3.帮助文本帮助文本4.程序代码程序代码 程序代码由程序代码由MATLAB语句和注释语句构成。语句和注释语句构成。1.M脚本文件脚本文件M脚本文件的说明如下：脚本文件的说明如下：（1）MATLAB在运行脚本文件时，只是简单地在运行脚本文件时，只是简单地按顺序从文件中读取一条条命令，送到按顺序从文件中读取一条条命令，送到MATLAB命令窗口中去执行；命令窗口中去执行；（2）M脚本文件

6、运行产生的变量都驻留在脚本文件运行产生的变量都驻留在MATLAB的工作空间中，可以很方便地查看变量的工作空间中，可以很方便地查看变量，在命令窗口中运行的命令都可以使用这些变量，在命令窗口中运行的命令都可以使用这些变量；（3）脚本文件的命令可以访问工作空间的所有）脚本文件的命令可以访问工作空间的所有数据，数据，因此要注意避免工作空间和脚本文件中的因此要注意避免工作空间和脚本文件中的同名变量相互覆盖，一般在同名变量相互覆盖，一般在M脚本文件的开头使脚本文件的开头使用用“clear”命令清除工作空间的变量命令清除工作空间的变量。例例4 在在M文件编辑调试器窗口中编写文件编辑调试器窗口中编写M脚本脚本

7、文件得出文件得出10-50范围内的所有素数。范围内的所有素数。%EX5_8 计算计算10-50内的素数内的素数cleary1=primes(50);%获得获得50以内的所有素数以内的所有素数n=length(primes(10);%获得获得10以内素数的个数以内素数的个数y=y1(n+1:end)在命令窗口中输入：在命令窗口中输入：ex5_8y=11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47在工作空间中就可以查看到变量在工作空间中就可以查看到变量y1、n和和y，并，并可以修改和使用这些变量。可以修改和使用这些变量。2.M函数文件函数文件M函数文件的说明如下：函数文件的说明如下

8、：（1）M函数文件中的函数声明函数文件中的函数声明行是必不可少的；行是必不可少的；（2）M函数文件在运行过程中函数文件在运行过程中产生的变量都存放在函数本身的工产生的变量都存放在函数本身的工作空间中，函数的工作空间是独立作空间中，函数的工作空间是独立的、临时的，随具体的的、临时的，随具体的M函数文件函数文件调用而产生并随调用结束而删除，调用而产生并随调用结束而删除，在在MATLAB运行过程中如果运行运行过程中如果运行多个函数则产生多个临时的函数空多个函数则产生多个临时的函数空间；间；（3）当文件执行完最后一条命）当文件执行完最后一条命令或遇到令或遇到“return”命令时就结束命令时就结束函数

9、文件的运行，同时函数工作空函数文件的运行，同时函数工作空间的变量被清除；间的变量被清除；（4）一个）一个M函数文件至少要定函数文件至少要定义一个函数。义一个函数。函数声明行的格式如下：函数声明行的格式如下：function 输出参数列表输出参数列表=函数名函数名(输入参数列表输入参数列表)说明：说明：函数名是函数的名称，保函数名是函数的名称，保存时最好函数名与文件名一存时最好函数名与文件名一致，当不一致时，致，当不一致时，MATLAB以文件名为准；以文件名为准；输入参数列表是函数接收输入参数列表是函数接收的输入参数，多个参数间用的输入参数，多个参数间用“,”分隔；分隔；输出参数列表是函数运算输

10、出参数列表是函数运算的结果，多个参数间用的结果，多个参数间用“,”分隔。分隔。M函数文件函数文件与脚本文件与脚本文件的区别？的区别？1.主函数主函数一个一个M函数文件中可以包含一个或多个函数，函数文件中可以包含一个或多个函数，主函数是出现在文件最上方的函数，即第一行声主函数是出现在文件最上方的函数，即第一行声明的函数，一个明的函数，一个M文件只能有一个主函数，通常文件只能有一个主函数，通常主函数名与主函数名与M函数文件名相同。函数文件名相同。2.子函数子函数（1）子函数的次序无任何限制；）子函数的次序无任何限制；（2）子函数只能被同一文件中的函数（主函数）子函数只能被同一文件中的函数（主函数或

11、子函数）调用，不能被其它文件的函数调用；或子函数）调用，不能被其它文件的函数调用；（3）同一文件的主函数和子函数运行时的工作）同一文件的主函数和子函数运行时的工作空间是相互独立的。空间是相互独立的。1.参数的传递参数的传递函数的参数传递是将主调函数中的变量值函数的参数传递是将主调函数中的变量值传给被调函数的输入参数传给被调函数的输入参数（1）函数参数传递的是数值）函数参数传递的是数值（2）被调函数的输入参数是存放在函数）被调函数的输入参数是存放在函数的工作空间中，与的工作空间中，与MATLAB的工作空间是的工作空间是独立的，当调用结束时函数的工作空间被清独立的，当调用结束时函数的工作空间被清除

12、，输入参数也被清除。除，输入参数也被清除。2.输入输出参数的个数输入输出参数的个数（1）nargin和和nargout函数函数nargin(fun)%获取函数获取函数fun的输入参数个数的输入参数个数nargout(fun)%获取函数获取函数fun的输出参数个数的输出参数个数说明：说明：fun是函数名，可以省略，当是函数名，可以省略，当nargin和和nargout函数在函数体内时函数在函数体内时fun可省略，在函数外时可省略，在函数外时fun不省略。不省略。（2）varargin和和varargout函数函数varargin和和varargout函数将函数调用时实际传递函数将函数调用时实际传

13、递的参数构成元胞数组，通过访问元胞数组中各元素的参数构成元胞数组，通过访问元胞数组中各元素内容来获得输入输出变量。内容来获得输入输出变量。function y=fun(varargin)%输入参数为输入参数为varargin的的函数函数funfunction varargout=fun(x)%输出参数为输出参数为varargout的函数的函数fun（1）对于需要检测的变量可以通过删除语句行）对于需要检测的变量可以通过删除语句行末尾的分号，或在程序的适当位置加显示变量值的末尾的分号，或在程序的适当位置加显示变量值的语句，将结果显示在命令窗口中；语句，将结果显示在命令窗口中；（2）调试函数时，可以

14、将该函数的第一句函数）调试函数时，可以将该函数的第一句函数声明行前加声明行前加“%”，并给输入参数赋值，就可以以，并给输入参数赋值，就可以以脚本文件的方式来执行该函数，避免多个函数在一脚本文件的方式来执行该函数，避免多个函数在一起运行时查错不方便；起运行时查错不方便；（3）在程序的适当位置添加）在程序的适当位置添加“keyboard”语句，语句，当程序运行至此句会暂停运行，并在命令窗口显示当程序运行至此句会暂停运行，并在命令窗口显示“k”提示符，这时就可以在命令窗口查看和修改提示符，这时就可以在命令窗口查看和修改各变量的内容。各变量的内容。1.“Debug”菜单菜单（1）Step（F10）（2

15、）Step in（F11）和）和Step out（shift+F11）（3）Run/Continue（F5）（4）Set/Clear Breakpoints（F12）（5）Set/Modify Conditional Breakpoint（6）Stop if Errors/Warnings（7）Exit Debug Mode2.“Cell”菜单和工具栏菜单和工具栏“Cell”菜单和工具栏是菜单和工具栏是MATLAB 7.0版后版后新推出的菜单，提出了单元调试的概念，将新推出的菜单，提出了单元调试的概念，将程序分成一个个独立的单元（程序分成一个个独立的单元（cell），每个），每个单元用单元用“

16、%”（单元分隔符）来分隔可以（单元分隔符）来分隔可以单独调试。单独调试。（1）Insert Cell Divider（2）Evaluate Current Cell（3）Evaluate Entire File（4）增减步长和增减倍数按钮）增减步长和增减倍数按钮运行以下命令：运行以下命令：a=eye(5);for n=a(2:end,:)则则for循环的循环次数是循环的循环次数是_。A.5 B.4C.3 D.1B运行以下命令则运行以下命令则_ a=1 2 3 keyboardK a=1 2 4;K returnA.a=1 2 3 B.a=1 2 4C.命令窗口的提示符为命令窗口的提示符为“K”

17、D.出错出错B编写编写M脚本文件，分别使用脚本文件，分别使用for和和while循环循环语句计算语句计算 ，当，当sum1000时终止程序。时终止程序。答案：答案：clearsum=0for n=1:1000 sum=nn+sum if sum1000 break endend101iiisumclearsum=0;n=1;while sum1000 sum=nn+sum n=n+1end求求y(x)=-e-x|sin(sin(x)|在在x=0附近的最小值。附近的最小值。答案：答案：fhnd=(x)(-exp(-x)*abs(sin(sin(x)y=fminbnd(fhnd,0,10)解微分方程，解微分方程，y0=1，并绘制曲线，并绘制曲线 答案：答案：fhnd=(t,y)(y*tan(y)-cos(y);t,y=ode45(fhnd,0,20,1);plot(t,y)yytgydtdycos