《matlab與數(shù)值分析課件：第三章 matlab程序設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《matlab與數(shù)值分析課件：第三章 matlab程序設(shè)計（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第三章第三章 MATLAB程序設(shè)計程序設(shè)計3.1 M文件文件3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3.3 函數(shù)文件函數(shù)文件3.4 程序舉例程序舉例3.5 程序調(diào)試程序調(diào)試3.1 M文件文件3.1.1 M文件概述文件概述 用用MATLAB語言編寫的程序，稱為語言編寫的程序，稱為M文件。文件。M文件可以根據(jù)調(diào)用方式的不同分為文件可以根據(jù)調(diào)用方式的不同分為兩類：命令文件兩類：命令文件(Script File)和函數(shù)文件和函數(shù)文件(Function File)。例例 分別建立命令文件和函數(shù)文件，將華氏溫度分別建立命令文件和函數(shù)文件，將華氏溫度f轉(zhuǎn)換為攝氏轉(zhuǎn)換為攝氏溫度溫度c。程序程序1：首先建立命令文件并以

2、文件名首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盤。存盤。clear;%清除工作空間中的變量清除工作空間中的變量 f=input(Input Fahrenheit temperature：);c=5*(f-32)/9 然后在然后在MATLAB的命令窗口中輸入的命令窗口中輸入f2c，將會執(zhí)行該命令，將會執(zhí)行該命令文件，執(zhí)行情況為：文件，執(zhí)行情況為：Input Fahrenheit temperature：73 c=22.77783.1 M文件文件 程序程序2：首先建立函數(shù)文件首先建立函數(shù)文件f2c.m。function c=f2c(f)c=5*(f-32)/9 然后在然后在MATLAB的命令窗口調(diào)用

3、該函數(shù)文件。的命令窗口調(diào)用該函數(shù)文件。clear;y=input(Input Fahrenheit temperature：);x=f2c(y)輸出情況為：輸出情況為：Input Fahrenheit temperature：70 c=21.1111 x=21.11113.1 M文件文件3.1.2 M文件的建立與打開文件的建立與打開 M文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序來建立和文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序來建立和編輯，而一般常用且最為方便的是使用編輯，而一般常用且最為方便的是使用MATLAB提供的文本提供的文本編輯器。編輯器。1 建立新的建立新的M文件：啟動文件：啟動MATL

4、AB文本編輯器有文本編輯器有3種方法：種方法：(1)菜單操作。從菜單操作。從MATLAB主窗口的主窗口的File菜單中選擇菜單中選擇New菜單菜單項，再選擇項，再選擇M-file命令，屏幕上將出現(xiàn)文本編輯器窗口。命令，屏幕上將出現(xiàn)文本編輯器窗口。(2)命令操作。在命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令命令窗口輸入命令edit，啟動，啟動MATLAB文本編輯器后，輸入文本編輯器后，輸入M文件的內(nèi)容并存盤。文件的內(nèi)容并存盤。(3)命令按鈕操作。單擊命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的主窗口工具欄上的New M-File命令按鈕，啟動命令按鈕，啟動MATLAB文本編輯器后，輸入文本編輯器

5、后，輸入M文件的內(nèi)文件的內(nèi)容并存盤。容并存盤。3.1 M文件文件2打開已有的打開已有的M文件：也有文件：也有3種方法：種方法：(1)菜單操作。從菜單操作。從MATLAB主窗口的主窗口的File菜單中選擇菜單中選擇 Open命令，則屏幕出現(xiàn)命令，則屏幕出現(xiàn)Open對話框，在對話框，在Open對話框中對話框中選中所需打開的選中所需打開的M文件。在文檔窗口可以對打開的文件。在文檔窗口可以對打開的M文文件進行編輯修改，編輯完成后，將件進行編輯修改，編輯完成后，將M文件存盤。文件存盤。(2)命令操作。在命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令：命令窗口輸入命令：edit 文件文件名，則打開指定的名，則打

6、開指定的M文件。文件。(3)命令按鈕操作。單擊命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的主窗口工具欄上的Open File命令按鈕，再從彈出的對話框中選擇所需打開命令按鈕，再從彈出的對話框中選擇所需打開的的M文件。文件。3.1 M文件文件3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3.2.1 順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)1數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的輸入 從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，可以使用從鍵盤輸入數(shù)據(jù)，可以使用input函數(shù)來進行，該函數(shù)來進行，該函數(shù)的調(diào)用格式為：函數(shù)的調(diào)用格式為：A=input(提示信息，選項提示信息，選項)；其中提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入什其中提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數(shù)據(jù)。如果

7、在么樣的數(shù)據(jù)。如果在input函數(shù)調(diào)用時采用函數(shù)調(diào)用時采用s選項，選項，則允許用戶輸入一個字符串。例如，想輸入一個人則允許用戶輸入一個字符串。例如，想輸入一個人的姓名，可采用命令：的姓名，可采用命令：xm=input(Whats your name?,s);2數(shù)據(jù)的輸出數(shù)據(jù)的輸出 MATLAB提供的命令窗口輸出函數(shù)主要是提供的命令窗口輸出函數(shù)主要是disp函數(shù)，函數(shù)，其調(diào)用格式為：其調(diào)用格式為：disp(輸出項輸出項)其中輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。其中輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)例例 輸入輸入x,y的值，并將它們的值互換后輸出。的值，并將它們的

8、值互換后輸出。程序如下：程序如下：x=input(Input x please.);y=input(Input y please.);z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)例例 求一元二次方程求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。的根。程序如下：程序如下：a=input(a=?);b=input(b=?);c=input(c=?);d=b*b-4*a*c;x=(-b+sqrt(d)/(2*a),(-b-sqrt(d)/(2*a);disp(x1=,num2str(x(1),x2=,num2str(x(2);3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3.

9、程序的暫停程序的暫停 暫停程序的執(zhí)行可以使用暫停程序的執(zhí)行可以使用pause函數(shù)，其調(diào)用格函數(shù)，其調(diào)用格式為：式為：pause(延遲秒數(shù)延遲秒數(shù))如果省略延遲時間，直接使用如果省略延遲時間，直接使用pause，則將暫停，則將暫停程序直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要程序直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。若要強行中止程序的運行可使用強行中止程序的運行可使用Ctrl+C命令。命令。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3.2.2 選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)1if語句語句：在：在MATLAB中，中，if語句有語句有3種格式。種格式。(1)單分支單分支if語句：語句：if 條件條件 語句組語句組 end 當條件成立時

10、執(zhí)行語句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行當條件成立時執(zhí)行語句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語句的后繼語句，若條件不成立，則直接執(zhí)行語句的后繼語句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語句的后繼語句。語句的后繼語句。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)(2)雙分支雙分支if語句：語句：if 條件條件 語句組語句組1 else 語句組語句組2 end 當條件成立時執(zhí)行語句組當條件成立時執(zhí)行語句組1，否則執(zhí)行語句組，否則執(zhí)行語句組2，語句組語句組1或語句組或語句組2執(zhí)行完后，再執(zhí)行執(zhí)行完后，再執(zhí)行if語句的語句的后繼語句。后繼語句。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)例例 計算分段函數(shù)的值。計算分段函數(shù)的值。程序如下：程序如下：

11、x=input(請輸入請輸入x的值的值:);if x=A&c=a&c=0&c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)2.switch語句語句：根據(jù)表達式的取值不同分別執(zhí)行不同的語句，其：根據(jù)表達式的取值不同分別執(zhí)行不同的語句，其語句格式為：語句格式為：switch 表達式表達式 case 表達式表達式1 語句組語句組1 case 表達式表達式2 語句組語句組2 case 表達式表達式m 語句組語句組m otherwise 語句組語句組n end3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu) 當表達式的值等于表達式當表達式的值等于表達式1的值

12、時，執(zhí)行語的值時，執(zhí)行語句組句組1，當表達式的值等于表達式，當表達式的值等于表達式2的值時，執(zhí)的值時，執(zhí)行語句組行語句組2，當表達式的值等于表達式，當表達式的值等于表達式m的的值時，執(zhí)行語句組值時，執(zhí)行語句組m，當表達式的值不等于，當表達式的值不等于case所列的表達式的值時，執(zhí)行語句組所列的表達式的值時，執(zhí)行語句組n。任意任意一個分支的語句執(zhí)行完后，直接執(zhí)行一個分支的語句執(zhí)行完后，直接執(zhí)行switch語語句的下一句。句的下一句。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)例例 某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標準如下準如下(商品價格用商品價格用price來表

13、示來表示)：price200 沒有折扣沒有折扣 200price500 3%折扣折扣 500price1000 5%折扣折扣 1000price2500 8%折扣折扣 2500price 0)sum mean=sum/cnt end3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3break語句和語句和continue語句：語句：與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的語與循環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的語句還有句還有break語句和語句和continue語句。它們一般與語句。它們一般與if語語句配合使用。句配合使用。break語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行。當在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行。當在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻鲅h(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語行到

14、該語句時，程序?qū)⑻鲅h(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語句的下一語句。句的下一語句。continue語句控制跳過循環(huán)體中的某些語句。當在語句控制跳過循環(huán)體中的某些語句。當在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻^循環(huán)體中所循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻^循環(huán)體中所有剩下的語句，繼續(xù)下一次循環(huán)。有剩下的語句，繼續(xù)下一次循環(huán)。3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)例例 求求100，200之間第一個能被之間第一個能被21整除的整數(shù)。整除的整數(shù)。程序如下：程序如下：for n=100:200 if rem(n,21)=0 continue end break end n3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)4循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套：如

15、果一個循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體又包括另一個循環(huán)結(jié)：如果一個循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體又包括另一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，就稱為循環(huán)的嵌套，或多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。構(gòu)，就稱為循環(huán)的嵌套，或多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。例例 若一個數(shù)等于它的各個真因子之和，則稱該數(shù)為完數(shù)，如若一個數(shù)等于它的各個真因子之和，則稱該數(shù)為完數(shù)，如6=1+2+3，所以，所以6是完數(shù)。求是完數(shù)。求1,500之間的全部完數(shù)。之間的全部完數(shù)。for m=1:500 s=0;for k=1:m/2 if rem(m,k)=0 s=s+k;end end if m=s disp(m);end end3.2 程序控制結(jié)構(gòu)程序控制結(jié)構(gòu)3.3.1 函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu) 函數(shù)文

16、件由函數(shù)文件由function語句引導，其基本結(jié)構(gòu)為：語句引導，其基本結(jié)構(gòu)為：function 輸出形參表輸出形參表=函數(shù)名函數(shù)名(輸入形參表輸入形參表)注釋說明部分注釋說明部分 函數(shù)體語句函數(shù)體語句 其中以其中以function開頭的一行為引導行，表示該開頭的一行為引導行，表示該M文文件是一個函數(shù)文件。函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名件是一個函數(shù)文件。函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)的輸入?yún)?shù)，輸出形參為相同。輸入形參為函數(shù)的輸入?yún)?shù)，輸出形參為函數(shù)的輸出參數(shù)。當輸出形參多于一個時，則應函數(shù)的輸出參數(shù)。當輸出形參多于一個時，則應該用方括號括起來。該用方括號括起來。3.3 函數(shù)文件函數(shù)文件

17、例例 編寫函數(shù)文件求半徑為編寫函數(shù)文件求半徑為r的圓的面積和周長。的圓的面積和周長。函數(shù)文件如下：函數(shù)文件如下：function s,p=fcircle(r)%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r 圓半徑圓半徑%s 圓面積圓面積%p 圓周長圓周長%2004年年7月月30日編日編 s=pi*r*r;p=2*pi*r;3.3 函數(shù)文件函數(shù)文件3.3.2 函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用 函數(shù)調(diào)用的一般格式是：函數(shù)調(diào)用的一般格式是：輸出實參表輸出實參表=函數(shù)名函數(shù)名(輸入實參表輸入實參表)要注意的是，函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順

18、要注意的是，函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順序、個數(shù)，應與函數(shù)定義時形參的順序、個數(shù)序、個數(shù)，應與函數(shù)定義時形參的順序、個數(shù)一致，否則會出錯。函數(shù)調(diào)用時，先將實參傳一致，否則會出錯。函數(shù)調(diào)用時，先將實參傳遞給相應的形參，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再遞給相應的形參，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。執(zhí)行函數(shù)的功能。3.3 函數(shù)文件函數(shù)文件例例 利用函數(shù)文件實現(xiàn)直角坐標利用函數(shù)文件實現(xiàn)直角坐標(x,y)與極坐標與極坐標(,)之間的之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。1.函數(shù)文件函數(shù)文件tran.m：function rho,theta=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);

19、2.調(diào)用調(diào)用tran.m的命令文件的命令文件main1.m：x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);rho,the=tran(x,y);rho theta 3.3 函數(shù)文件函數(shù)文件 在在MATLAB中，函數(shù)可以嵌套調(diào)用，即一個函數(shù)可以調(diào)用中，函數(shù)可以嵌套調(diào)用，即一個函數(shù)可以調(diào)用別的函數(shù)，甚至調(diào)用它自身。一個函數(shù)調(diào)用它自身稱為函數(shù)別的函數(shù)，甚至調(diào)用它自身。一個函數(shù)調(diào)用它自身稱為函數(shù)的遞歸調(diào)用。的遞歸調(diào)用。例例 利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求利用函數(shù)的遞歸調(diào)用，求n！n!就是以遞歸的形式定義的，求就是以遞歸的形式定義的，求n!需要求需要求(n

20、-1)!，這時可采，這時可采用遞歸調(diào)用。遞歸調(diào)用函數(shù)文件用遞歸調(diào)用。遞歸調(diào)用函數(shù)文件factor.m如下：如下：function f=factor(n)if n2)求求Fibonacci數(shù)列的第數(shù)列的第20項。項。3.4 程序舉例程序舉例A=ones(1,20);for i=3:20 A(i)=A(i-1)+A(i-2);endA(20)例例 猜數(shù)游戲。首先由計算機產(chǎn)生猜數(shù)游戲。首先由計算機產(chǎn)生1,100之間的隨之間的隨機整數(shù)，然后由用戶猜測所產(chǎn)生的隨機數(shù)。根機整數(shù)，然后由用戶猜測所產(chǎn)生的隨機數(shù)。根據(jù)用戶猜測的情況給出不同提示，如猜測的數(shù)據(jù)用戶猜測的情況給出不同提示，如猜測的數(shù)大于產(chǎn)生的數(shù)，則

21、顯示大于產(chǎn)生的數(shù)，則顯示“High”，小于則顯示，小于則顯示“Low”，等于則顯示，等于則顯示“You won”，同時退出游，同時退出游戲。用戶最多可以猜戲。用戶最多可以猜7次。次。3.4 程序舉例程序舉例A=fix(100*rand(1);for i=1:7 B=input(請輸入猜測值請輸入猜測值:);if AB disp(Low);elseif AB disp(High);else disp(You won!);break;endend3.5.1 程序調(diào)試概述程序調(diào)試概述 一般來說，應用程序的錯誤有兩類，一類是語一般來說，應用程序的錯誤有兩類，一類是語法錯誤，另一類是運行時的錯誤。法錯誤

22、，另一類是運行時的錯誤。語法錯誤包括詞法或文法的錯誤，例如函數(shù)名語法錯誤包括詞法或文法的錯誤，例如函數(shù)名的拼寫錯、表達式書寫錯等。的拼寫錯、表達式書寫錯等。程序運行時的錯誤是指程序的運行結(jié)果有錯誤，程序運行時的錯誤是指程序的運行結(jié)果有錯誤，這類錯誤也稱為程序邏輯錯誤。這類錯誤也稱為程序邏輯錯誤。3.5 程序調(diào)試程序調(diào)試3.5.2 調(diào)試器調(diào)試器1Debug菜單項菜單項 該菜單項用于程序調(diào)試，需要與該菜單項用于程序調(diào)試，需要與Breakpoints菜單菜單項配合使用。項配合使用。2Breakpoints菜單項菜單項 該菜單項共有該菜單項共有6個菜單命令，主要用于在程序中個菜單命令，主要用于在程序中設(shè)置和清除斷點。設(shè)置和清除斷點。3.5 程序調(diào)試程序調(diào)試