1、第 3 章 MATLAB 程序设计3.1 M 文件3.2 程序控制结构3.3 函数文件3.4 程序举例3.5 程序调试3.1 M 文件3.1.1 M 文件概述用 MATLAB 语言编写的程序，称为 M 文件。M 文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令文件(Script File) 和函数文件(Function File)。例 3-1 分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度 f 转换为摄氏温度 c。程序 1： 首先建立命令文件并以文件名 f2c.m 存盘。clear; %清除工作空间中的变量f=input(Input Fahrenheit temperature：);c=5*(f-32)/9然
2、后在 MATLAB 的命令窗口中输入 f2c，将会执行该命令文件，执行情况为：Input Fahrenheit temperature：73c =22.7778程序 2：首先建立函数文件 f2c.m。function c=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在 MATLAB 的命令窗口调用该函数文件。clear;y=input(Input Fahrenheit temperature：);x=f2c(y)输出情况为：Input Fahrenheit temperature：70c =21.1111x =21.11113.1.2 M 文件的建立与打开M 文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程
3、序来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用 MATLAB 提供的文本编辑器。1建立新的 M 文件为建立新的 M 文件，启动 MATLAB 文本编辑器有 3 种方法：(1) 菜单操作。从 MATLAB 主窗口的 File 菜单中选择 New 菜单项，再选择 M-file 命令，屏幕上将出现 MATLAB 文本编辑器窗口。(2) 命令操作。在 MATLAB 命令窗口输入命令 edit，启动 MATLAB 文本编辑器后，输入 M 文件的内容并存盘。(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB 主窗口工具栏上的 New M-File 命令按钮，启动MATLAB 文本编辑器后，输入 M 文件的内容并存盘。
4、2打开已有的 M 文件打开已有的 M 文件，也有 3 种方法：(1) 菜单操作。从 MATLAB 主窗口的 File 菜单中选择 Open 命令，则屏幕出现 Open对话框，在 Open 对话框中选中所需打开的 M 文件。在文档窗口可以对打开的 M 文件进行编辑修改，编辑完成后，将 M 文件存盘。(2) 命令操作。在 MATLAB 命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的 M 文件。(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB 主窗口工具栏上的 Open File 命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的 M 文件。3.2 程序控制结构3.2.1 顺序结构1数据的输入从键盘输入数据，则可
5、以使用 input 函数来进行，该函数的调用格式为：A=input(提示信息，选项 )；其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据。如果在 input 函数调用时采用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);2数据的输出MATLAB 提供的命令窗口输出函数主要有 disp 函数，其调用格式为disp(输出项)其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。例 3-2 输入 x,y 的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：x=input(Input x please.);y=input(Input y p
6、lease.);z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);例 3-3 求一元二次方程 ax2 +bx+c=0 的根。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程序的暂停暂停程序的执行可以使用 pause 函数，其调用格式为：pause(延迟秒数)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。若要强行中止程序的运行可使用
7、 Ctrl+C 命令。3.2.2 选择结构1if 语句在 MATLAB 中，if 语句有 3 种格式。(1) 单分支 if 语句：if 条件语句组end当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行 if 语句的后继语句，若条件不成立，则直接执行 if 语句的后继语句。(2) 双分支 if 语句：if 条件语句组 1else语句组 2end当条件成立时，执行语句组 1，否则执行语句组 2，语句组 1 或语句组 2 执行后，再执行 if 语句的后继语句。例 3-4 计算分段函数的值。程序如下：x=input(请输入 x 的值:);if x=A for k=1:m/2if rem(m,k)=0s=
8、s+k;endendif m=sdisp(m);endend3.3 函数文件3.3.1 函数文件的基本结构函数文件由 function 语句引导，其基本结构为：function 输出形参表= 函数名( 输入形参表)注释说明部分函数体语句其中以 function 开头的一行为引导行，表示该 M 文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。例 3-14 编写函数文件求半径为 r 的圆的面积和周长。函数文件如下： function s,p=fcircle(r)%CIRCLE calculate th
9、e area and perimeter of a circle of radii r%r 圆半径%s 圆面积%p 圆周长%2004 年 7 月 30 日编s=pi*r*r;p=2*pi*r;3.3.2 函数调用函数调用的一般格式是：输出实参表=函数名(输入实参表)要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。例 3-15 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 rho,theta=tran(x,y)rh
10、o=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=:);rho,the=tran(x,y);rhothe在 MATLAB 中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。例 3-16 利用函数的递归调用，求 n！。n!本身就是以递归的形式定义的：显然，求 n!需要求(n-1)!，这时可采用递归调用。递归调用函数文件 factor.m 如下：function f=factor(n)i
11、f n2)求 Fibonacci 数列的第 20 项。例 3-23 根据矩阵指数的幂级数展开式求矩阵指数。3.5 程序调试3.5.1 程序调试概述一般来说，应用程序的错误有两类，一类是语法错误，另一类是运行时的错误。语法错误包括词法或文法的错误，例如函数名的拼写错、表达式书写错等。程序运行时的错误是指程序的运行结果有错误，这类错误也称为程序逻辑错误。3.5.2 调试器1Debug 菜单项该菜单项用于程序调试，需要与 Breakpoints 菜单项配合使用。2Breakpoints 菜单项该菜单项共有 6 个菜单命令，前两个是用于在程序中设置和清除断点的，后 4 个是设置停止条件的，用于临时停止 M 文件的执行，并给用户一个检查局部变量的机会，相当于在M 文件指定的行号前加入了一个 keyboard 命令。3.5.3 调试命令除了采用调试器调试程序外，MATLAB 还提供了一些命令用于程序调试。命令的功能和调试器菜单命令类似，具体使用方法请读者查询 MATLAB 帮助文档。
