1、第二讲 MATLAB程序设计,MATLAB有两种工作方式：,交互式的命令行工作方式,M文件的程序工作方式,一. M文件,一. M文件,用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件有两类：命令文件和函数文件。命令文件：没有输入参数，也不返回输出 参数。 函数文件：可以输入参数，也可返回输出参数。,M文件的建立与编辑,建立新的M文件：从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令。,一. M文件,编辑已有的M文件：从MATLAB命令窗口的Flie菜单中选择Open M-file命令。,命令文件,将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后在MATLAB命令窗口输入
2、该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的命令。 【例1】 建立一个命令文件将变量a,b的值互换。,一. M文件,e31m文件： a=1:9;b=11,12,13;14,15,16;17,18,19;c=a;a=b;b=c;ab在MATLAB的命令窗口中输入e31，将会执行该命令文件。,二数据的输入输出,1. input函数：用于向计算机输入一个参数。 调用格式： A=input(提示信息，选项)； 注：s选项，则允许用户输入一个字符串。 例如想输入一个人的姓名，可采用命令xm=input(Whats your name:,s) 【例2】 求一元二次方程a2 +bx+c=0的根。,二数据的输入
3、输出,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) 将该程序以aa.m文件存盘，然后运行aa.m文件。,2 pause函数：暂停程序的执行。 调用格式： pause(延迟秒数) 注：如果省略延迟时间，直接使用pause，则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。,二数据的输入输出,3 disp函数：命令窗口输出函数。 调用格式： disp(输出项) 注：输出项为字符串或矩阵。 例如A=Hello,MATLAB;disp(A) 输出为： Hello,MATLAB
4、,三程序设计,（一）选择结构,选择结构的语句有if语句和switch语句。 1 if语句格式一： if 条件语句组end,三程序设计,格式二： if 条件语句组1else语句组2end,(一)选择结构,格式三： if 条件1语句组1elseif 条件2语句组2elseif 条件m语句组melse语句组m+1end,三程序设计,【例4】 输入三角形的三条边，求面积。,A=input(请输入三角形的三条边：);if A(1)+A(2)A(3) elsedisp(不能构成一个三角形。)end 运行： 请输入三角形的三条边：4 5 69.9216,三程序设计,(一)选择结构,【例5】 输入一个字符，若
5、为大写字母，则输出其后继字符，若为小写字母，则输出其前导字符，若为其他字符则原样输出。,c=input(,s);if c=A end,三程序设计,(一)选择结构,2 switch语句,switch语句根据变量或表达式的取值不同，分别执行不同的语句。其格式为：switch 表达式case 值1语句组1case 值2,语句组2case 值m语句组motherwise语句组m+1end,三程序设计,(一)选择结构,【例6】 根据变量 num 的值来决定显示的内容。,num=input(请输入一个数);switch numcase -1disp(I am a teacher.);case 0disp(
6、I am a student.);case 1disp(You are a teacher.);otherwisedisp(You are a student.);end,三程序设计,(一)选择结构,（二）循环结构,实现循环结构的语句：for语句和while语句。 1 for语句： 格式： for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3循环体语句end 注：其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为步长，表达式3的值为循环变量的终值。步长为1时，表达式2可以省略。,三程序设计,2 while语句 格式为：while (条件)循环体语句end 【例7】 根据例3.6中求y的表达式，求：(1
7、)y3时的最大n值。(2)与(1)的n值对应的y值。,三程序设计,(二)循环结构,求y的表达式,y=0; i=1;while 1 %循环的条件为1，即循环条件总是满足的，这是一个永真循环f=1/(2*i-1);y=y+f;if y3break;endi=i+1;endn=i-1y=y-f,三程序设计,(二)循环结构,3 循环的嵌套,如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。 多重循环的嵌套层数可以是任意的。可以按照嵌套层数，分别叫做二重循环、三重循环等。处于内部的循环叫作内循环，处于外部的循环叫作外循环。,三程序设计,(二)循环结构,【例8】 求100,
8、1000以内的全部素数。,n=0;for m=100:1000flag=1; j=m-1;i=2;while i=j end,i=i+1;endif flag n=n+1;prime(n)=m;endendprime %变量prime存放素数,三程序设计,(二)循环结构,四函数文件,函数文件是另一种形式的M文件，每一个函数文件都定义一个函数。事实上，MATLAB提供的标准函数大部分都是由函数文件定义的。,四. 函数文件,1函数文件格式,函数文件由function语句引导，其格式为：function 输出形参表=函数名(输入形参表)注释说明部分函数体 注：其中函数名的命名规则与变量名相同。输入形
9、参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于1个时，则应该用方括号括起来。,【例9】 编写函数文件求小于任意自然数n的Fibonacci数列各项。,function f=ffib(n)%用于求Fibonacci数列的函数文件%f=ffib(n)%1999年9月30日编f=1,1;i=1;while f(i)+f(i+1)nf(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;end,将以上函数文件以文件名ffib.m存盘，然后在MATLAB命令窗口输入以下命令，可求小于2 000的Fibonacci数。ffib(2000),四. 函数文件,2函数调用,函数文件编制好后，就可调用函数
10、进行计算了。如上面定义ffib函数后，调用它求小于2000的Fibonacci数。 函数调用的一般格式是：输出实参表=函数名(输入实参表),四. 函数文件,【例10】 利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(,)之间的转换。,函数文件tran.m：function gama,theta=tran(x,y)gama=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x);调用tran.m的命令文件main1.m：x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);gam,the=tran(x,y);gamthe,已知转换公式为：极坐标
11、的矢径：=极坐标的幅角：=,四. 函数文件,【例11】 利用函数的递归调用，求n！。,function f=factor(n)if n=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;endreturn; %返回在命令文件main2.m中调用函数文件factor.m：for i=1:10fac(i)=factor(i);endfac,程序运行结果是：fac =Columns 1 through 6 1 2 6 24 120 720 Columns 7 through 10 504 40320 362880 3628800,四. 函数文件,3 函数所传递参数的可调性,MATLAB在函数调用上有
12、一个与众不同之处：函数所传递参数数目的可调性。凭借这一点，一个函数可完成多种功能。在调用函数时，MATLAB用两个永久变量nargin和nargout分别记录调用该函数时的输入实参和输出实参的个数。只要在函数文件中包含这两个变量，就可以准确地知道该函数文件被调用时的输入输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。,四. 函数文件,【例12】 nargin用法示例,函数文件examp.m：function fout=charray(a,b,c)if nargin=1fout=a;elseif nargin=2fout=a+b;elseif nargin=3fout=(a*b*c)/2;end,命令文
13、件mydemo.m：x=1:3;y=1;2;3;examp(x)examp(x,y)examp(x,y,3),执行mydemo.m后的输出是：ans =1 2 3ans =2 4 6ans =21,四. 函数文件,五全局变量和局部变量,在MATLAB中，全局变量用命令global定义。函数文件的内部变量是局部的，与其他函数文件及MATLAB工作空间相互隔离。但是，如果在若干函数中，都把某一变量定义为全局变量，那么这些函数将公用这一个变量。全局变量的作用域是整个MATLAB工作空间，即全程有效。所有的函数都可以对它进行存取和修改。因此，定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。,四. 函数文件,【
14、例13】 全局变量应用示例,先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。 function f=wadd(x,y)%add two variable global ALPHA BETAf=ALPHA*x+BETA*y;,在命令窗口中输入：global ALPHA BETAALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2) 输出为：s =5,习 题,1. 输入20个数，求其中最大数和最小数。要求分别用循环结构和调用MATLAB的max函数、min函数来实现。 2. 求Fibonacci数列(1)大于4000的最小项。(2)5000之内的项数。,3. 写出下列程序的输出结果: s=0;a=12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23;for k=afor j=1:4if rem(k(j),2)=0s=s+k(j);endendends,
