第2章MATLAB程序设计.ppt

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1、第2章 MATLAB程序设计第2章 MATLAB程序设计本章要点本章要点 M文件的建立与调试方法 M文件的程序流程语句 函数文件的建立与调用 应用程序设计教学时数教学时数 2学时第2章 MATLAB程序设计2.1 M文件一、M文件的建立 M文件是由命令或函数构成的文本文件，可以用任何文本编辑程序来建立和编辑，一般常用且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。M文件有命令文件（也称主程序文件）和函数文件两种，命令文件可包含多个函数文件。1打开文本编辑器打开文本编辑器打开MATLAB文本编辑器有以下三种方法：1）菜单操作：单击操作桌面的File菜单，再单击NewM-file命令；2）命令操作

2、：在命令窗口输入命令edit，单击Enter键；3）命令按钮操作：单击操作桌面工具栏上的新建文件按钮 。 第2章 MATLAB程序设计2建立新的建立新的M文件文件 在文本编辑器的文档窗口输入文件内容，输入完毕后，选择文本编辑器窗口File菜单的Save或Save As命令存盘，默认名字是Untitled。注意，M文件存放位置一般是MATLAB缺省的用户工作目录，如果要选择别的目录，则应该将该目录设定为当前目录或将其加到搜索路径中，以便于文件查找。 3运行运行M文件文件 输入文件内容并检查后，单击F5或文本编辑器的Debug Save and Run，在出现的Save file as对话框中，输

3、入文件名myfile.m（以上例为例）， 单击“保存”，M文件自动存盘后运行。 第2章 MATLAB程序设计4打开已有的打开已有的M文件文件 打开已有的M文件，也有三种方法：1）菜单操作：单击操作桌面或文本编辑器的File Open选项，则打开Open或Open File窗口，再选择要打开的文件；2）命令操作：在命令窗口输入命令edit ，回车后则打开指定的M文件。如果文件不在当前路径下，还需在文件名前加上路径。例如打开上例的文件，可在命令窗口的提示符后输入edit myfile.m；3）命令按钮操作：单击操作桌面工具栏上的打开文件按钮 ，则打开Open或Open File窗口，再选择要打开的

4、文件。第2章 MATLAB程序设计二、M文件的调试 1直接调试法直接调试法1）如果在错误信息中指出了出错的行号，可先根据错误信息检查该语句是否存在语法错误或运行中变量尺寸不一致等情况。2）检查所调用函数或命令的拼写是否正确，括号（包括方括号和圆括号）是否配对，各种流程控制语句是否匹配（如for与end、while与end、switch与end等）。3）检查所调用的函数或载入的数据文件是否在当前目录或搜索路径上。4）将重点怀疑的命令行后的分号删除，使得计算结果能够实时地显示在屏幕上，作为查错的依据，根据显示的结果判断问题的所在。5）如果怀疑某个函数文件有问题，可以在该函数文件的函数定义行前加“%

5、”，使其函数体成为命令文件（因为命令文件中的变量存储在工作空间中，可以在工作空间窗口和数组编辑器观察修改），调好后再改回函数文件。第2章 MATLAB程序设计2文本编辑器的编辑功能（1）Go To. 当选定Go To.选项时，弹出如图2-2所示的对话框，输入行号单击【OK】后，光标自动移到指定的行上，并将该行作为当前行。（2）Set/Clear Bookmark 该选项为“设置或清除书签”。 第2章 MATLAB程序设计3文本编辑器的调试功能（1）设置断点 设置断点是高级语言中程序调试的重要手段之一，断点是在程序特定位置设置的中断点，当程序运行至断点处时会暂停运行，此时可通过检查相关变量的内容

6、等方法确定程序的运行是否正确。图中的红色菱形点即为设置的断点。第2章 MATLAB程序设计（2）Debug菜单1）Step：单步执行。每单击一次，程序运行一次，但不进入函数。2）Step in：单步运行。遇到函数时进入函数内，仍单步运行。3）Step out：停止单步运行。如果是在函数中，跳出函数；如果不在函数中，直接运行到下一个断点处。4）Save and Run：存储文件并从第1行开始执行程序，当遇到第1个断点时暂停运行，并变为Continue；单击F5或【Continue】则继续运行。5）Go Until Cursor：从当前位置运行到光标所在的位置。第2章 MATLAB程序设计2.2

7、程序流程语句一、一、if语句语句 1单分支单分支if语句语句 最简单的选择结构语句，其基本格式为： if 表达式 语句组 end 说明：表达式多为关系或逻辑表达式。如果表达式为真（非零），就执行if和end之间的语句组，然后再执行end之后的语句；如果表达式为假（零），就直接执行end之后的语句。 第2章 MATLAB程序设计2双分支双分支if语句语句 前面提供的单分支if语句只能处理较简单的条件，功能不全面。为此MATLAB还提供了双分支if语句结构。其基本格式为：if 表达式语句组else语句组end 说明：如果表达式为真（非零），则执行语句组1，再执行end后面的语句；如果表达式假（为零

8、），则先执行语句组2，再执行end后面的语句。 第2章 MATLAB程序设计3多分支多分支if语句语句 当有三个或更多的选择时，可采用if语句的嵌套，也可以采用多分支if语句。其基本格式为： if 表达式 语句组 elseif 表达式 语句组 elseif 表达式n 语句组n else 语句组n+1 end 第2章 MATLAB程序设计说明：先判断表达式1的值，若为真，则执行语句组1，执行完语句组1后，跳出该选择结构，继续执行end 后的语句；当表达式1的值为假时，跳过语句组1，进而判断表达式2，若为真，则执行语句组2，然后继续执行end 后的语句；如果表达式2的值也为假，则跳过语句组2，继续

9、判断表达式3，如此下去，若所有表达式都为假 ， 则执行else后的语句组n+1，再执行end 后的语句。else语句 可以缺省。第2章 MATLAB程序设计二、 switch语句 switch语句是多分支选择语句。if语句只有两个分支可供选择，如果分支较多,则嵌套的if语句层数多，程序冗长而且可读性降低。switch语句的基本格式为： switch 表达式case 数组语句组case数组2语句组 case 数组n 语句组n otherwise 语句组n+1 end 说明：先计算表达式的值，再按顺序与case语句后面的数组值进行比较，如果相等则执行该组语句，然后执行end后的语句，不再继续比较。

10、当表达式的值不等于任何一个case语句后面的数组值时，程序将执行otherwise语句后 的语句组，再执行 end后的语句。注意：这种情况下缺省otherwise 语句，程序会提示出错。第2章 MATLAB程序设计【例】已知学生的名字和百分制分数。要求根据学生的百分制分数，分别采用【例】已知学生的名字和百分制分数。要求根据学生的百分制分数，分别采用“满分满分”、“优优秀秀”、“良好良好”、“及格及格”和和“不及格不及格”等表示学生的学习成绩。等表示学生的学习成绩。 nclearnfor k=1:10na(k)=89+k;b(k)=79+k;c(k)=69+k;d(k)=59+k;nendnc=

11、d,c;nA=cell(3,5);nA(1,:)=Jack,Marry,Peter,Rose,Tom;nA(2,:)=72,83,56,94,100;nfor k=1:5n switch A2,kn case 100 n r=满分满分;n case a n r=优秀优秀; n case b n r=良好良好; n case c n r=及格及格; n otherwise n r=不及格不及格; n endnA(3,k)=r;nendnAnA = n Jack Marry Peter Rose Tom n 72 83 56 94 100n 及格及格 良好良好 不及格不及格 优秀优秀 满分满分 第

12、2章 MATLAB程序设计三、while语句 while语句是条件循环语句，在条件（多为关系表达式）控制下重复执行，直到条件不成立为止。while循环的一般形式是：while 表达式 语句体end 说明：先计算表达式的值，如果非零，语句体就执行一次；执行完毕再次计算表达式的值，如果仍然非零，语句体就再执行一次；如此循环，直到表达式的值为零。如果表达式的值总是非零，该循环将无休止地进行（即死循环），程序设计时一定要避免。第2章 MATLAB程序设计【例】【例】求1+2+3+ +100的和nclearnclcnk=0;ns=0;nwhile k *nInner matrix dimensions

13、must agree.nC=n 7 16 27n 40 55 72第2章 MATLAB程序设计2.3 函数文件一、基本结构一、基本结构 函数文件由function关键字引导，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return 说明：以function开头的一行为引导行，表示该文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。输入形参表是函数的输入参数，可以有多个，用“逗号”来分隔；输出形参表为函数的输出参数，当输出形参只有一个时，直接输入变量名而不用方括号，多个输出形参用“逗号”来分隔。 注意：函数文件编辑结束后，不能像注意：函数文件编辑结束

14、后，不能像M文件那样单击文件那样单击F5或单或单击击Debug Save and Run选项运行，而是要直接存盘。选项运行，而是要直接存盘。第2章 MATLAB程序设计（1）函数文件名 函数文件名通常由函数名再加上扩展名.m组成，不过函数文件名与函数名也可以不相同。 （2）注释说明 注释说明包括以下三部分内容：1）紧随函数文件定义行之后，以开头的第一行。这一行一般包括大写的函数文件名和函数功能的简要描述，供lookfor关键词查询和help在线帮助用。2）第一行之后连续的注释行。通常包括函数输入、输出参数的含义及调用格式说明等信息，构成全部在线帮助文本。3）与在线帮助文本相隔一个空行的注释行。

15、包括函数文件编写和修改的信息，如作者、修改日期、版本等内容，用于软件档案管理。（3）return语句 如果在函数文件中插入了return语句，则执行到该语句就结束函数的执行，程序流程转到调用该函数的位置。 第2章 MATLAB程序设计二、函数调用函数文件编制好后，就可以调用函数进行计算了。函数调用的一般格式为：输出实参表函数名（输入实参表） 需要注意的是，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。三、参数的可调性 MATLAB在函数调用上有一个与一般高级语言不同之处，就是函数所

16、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。第2章 MATLAB程序设计【例】编写一个函数，使其能够产生如下的分段函数，并求当x=0.75和x=2.5时的函数值：xxxxxxxxf21221110)(222先建立函数文件：function g=ff(x)if x=0&x=1&x=2 g=x2-2*x-1;end保存后，在命令窗口输入：x=0.75;ff(x)x=2.5; ff(x)第2章 MATLAB程序设计四、全局变量 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其进行存取和修改，因此定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。在函数文件里，全局变量的定义语句应放在变量使用之前，为了便于了解所有的全局变量，一般把全局变量的定义语句放在文件的前部。定义全局变量的方法是使用global函数，格式为： global 变量名 全局