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1、MATLAB程序设计教程（第二版）程序设计教程（第二版）第3章 MATLAB程序设计uM文件的概念与基本操作u MATLAB程序控制结构u MATLAB函数文件u MATLAB程序调试3.1 M文件3.1.1 M文件的分类 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 tempera
2、ture：);c=5*(f-32)/9然后在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1建立新的M
3、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。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
4、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
5、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 please.); 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=in
6、put(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
7、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1 else 语句组2 end 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 & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end2switch语句 switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式为： switch 表达式 case 表达式1 语句组1 case 表达式2 语句组2 cas
8、e 表达式m 语句组m otherwise 语句组n end当表达式的值等于表达式1的值时，执行语句组1，当表达式的值等于表达式2的值时，执行语句组2，当表达式的值等于表达式m的值时，执行语句组m，当表达式的值不等于case所列的表达式的值时，执行语句组n。当任意一个分支的语句执行完后，直接执行switch语句的下一句。例3-6 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)： price200 没有折扣 200price500 3%折扣 500price1000 5%折扣 1000price2500 8%折扣 2500price 0) sum mean=sum/
9、cntend3break语句和continue语句 与循环结构相关的语句还有break语句和continue语句。它们一般与if语句配合使用。break语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。continue语句控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。例3-12 求100，200之间第一个能被21整除的整数。程序如下：for n=100:200if rem(n,21)=0 continueendbreakendn4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
10、为循环的嵌套，或称为多重循环结构。 例3-13 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求1,500之间的全部完数。for m=1:500s=0;for k=1:m/2if rem(m,k)=0s=s+k;endendif m=s disp(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
11、，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 the area and perimeter of a circle of radii r%r 圆半径%s 圆面积%p 圆周长%2009年10月15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
12、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)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x); 调用tran.m的命令文件main1.m：在x=input(Please input x=:);y=input(Please input y=:);rho,the=tran(x,y);rhotheMATLAB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
13、。例3-16 利用函数的递归调用，求n！。递归调用函数文件factor.m如下：function f=factor(n)if 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 调试菜单1控制单步运行2断点操作 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。
