第3讲 MATLAB程序设计
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end 若表达式为真，则执行循环体的内容，执 行后再判断表达式是否为真，若为假则跳出循 环体，向下继续执行，否则继续执行循环体。
3-3 MATLAB程序设计
一、MATLAB的操作与使用
MATLAB的基本数据单元是既不需要指 定维数，也不需要说明数据类型的矩阵（向 量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式 和运算规则与通常的习惯相同。因此 MATLAB是一种演算式语言，编程简单，使 用方便。
1. MATLAB语句形式
（1）变量=表达式
（2）表达式
其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来 的式子，通过等于符号将表达式的值赋给变量。
表达式的末尾不加“；”时， Matlab系统将会 在语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果； 加 “；” 时，Matlab系统只把数值赋给变量，不 显示计算结果，此时尽管结果没有显示，但它依然 被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存，以 后可随时显示或调用。
4. 运算符 (1)算术运算符
MATLAB表达式的基本算术运算符
(2)关系运算符
在MATLAB里共有六个关系运算符
关系运算符将生成一个0-1矩阵，当运算数相应元素为真时， 对应位置上生成1，否则为0。
(3)逻辑运算符
结果是一个0-1矩阵。当逻辑表达式的值为真时，赋值1，否
则为0 。
二、绘图
MATLAB提供了丰富的绘图功能，在这里介绍 几种常用的绘图命令。
图形的说明与标记
1.title(‘ ’) 2.xlabel(‘ ’) 3.ylabel(‘ ’) 4.grid on 5.gtext(‘ ’)
%给图形加标题； %x轴的标注； %y轴的标注； %在图上添加坐标轴网格； %使用鼠标增加曲线标记；
3-3 MATLAB程序设计
一、MATLAB的操作与使用
MATLAB的基本数据单元是既不需要指 定维数，也不需要说明数据类型的矩阵（向 量和标量为矩阵的特例），而且数学表达式 和运算规则与通常的习惯相同。因此 MATLAB是一种演算式语言，编程简单，使 用方便。
1. MATLAB语句形式
（1）变量=表达式
（2）表达式
其中表达式是用运算符将有关运算量连接起来 的式子，通过等于符号将表达式的值赋给变量。
表达式的末尾不加“；”时， Matlab系统将会 在语句执行之后，窗口自动显示出语句执行的结果； 加 “；” 时，Matlab系统只把数值赋给变量，不 显示计算结果，此时尽管结果没有显示，但它依然 被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存，以 后可随时显示或调用。
4. 运算符 (1)算术运算符
MATLAB表达式的基本算术运算符
(2)关系运算符
在MATLAB里共有六个关系运算符
关系运算符将生成一个0-1矩阵，当运算数相应元素为真时， 对应位置上生成1，否则为0。
(3)逻辑运算符
结果是一个0-1矩阵。当逻辑表达式的值为真时，赋值1，否
则为0 。
二、绘图
MATLAB提供了丰富的绘图功能，在这里介绍 几种常用的绘图命令。
图形的说明与标记
1.title(‘ ’) 2.xlabel(‘ ’) 3.ylabel(‘ ’) 4.grid on 5.gtext(‘ ’)
%给图形加标题； %x轴的标注； %y轴的标注； %在图上添加坐标轴网格； %使用鼠标增加曲线标记；
实验3 MATLAB程序设计
实验3 MATLAB程序设计实验3 MATLAB程序设计一、实验目的本实验的主要目的是通过实际的编程练习，掌握和熟悉MATLAB 程序设计的基本知识和技巧。
通过本实验的学习，能够灵活使用MATLAB进行程序设计，解决实际问题。
二、实验内容1. MATLAB语言基础在本部分，我们将介绍MATLAB语言的基本语法和常用函数的使用方法。
1.1. 变量定义和赋值在MATLAB中，可以通过简单的语法来定义和赋值变量。
例如，`a = 10;`表示将值10赋给变量a。
，MATLAB也支持定义矩阵和向量。
1.2. 数学运算MATLAB提供了丰富的数学运算函数，如加法、减法、乘法、除法等等。
通过这些函数，我们能够进行各种数学运算。
1.3. 条件语句和循环语句条件语句和循环语句在程序设计中非常重要。
在MATLAB中，我们可以使用if-else语句来进行条件判断，使用for循环和while 循环来实现循环操作。
2. MATLAB绘图功能MATLAB的绘图功能非常强大，可以用于绘制各种图形，如曲线图、散点图、柱状图等等。
2.1. 绘制曲线图在MATLAB中，通过`plot`函数可以绘制曲线图。
我们可以指定要绘制的曲线的x和y坐标，并可以设置其他参数，如线型、颜色等。
2.2. 绘制散点图通过`scatter`函数可以绘制散点图。
散点图用于展示数据的分布情况，非常直观。
2.3. 绘制柱状图通过`bar`函数可以绘制柱状图。
柱状图用于比较不同类别或不间点的数据。
3. MATLAB文件操作在实际的程序设计过程中，常常需要读取和写入文件。
MATLAB 提供了相关的文件操作函数，方便我们进行文件的读写操作。
3.1. 文件的读取通过`fopen`函数可以打开一个文件，通过`fread`函数可以读取文件的内容。
3.2. 文件的写入通过`fopen`函数可以创建一个文件，并通过`fwrite`函数将数据写入文件中。
三、实验步骤1. 编写MATLAB程序根据实验内容，编写MATLAB程序实现相应功能。
第三章-Matlab软件的程序设计课件
•
statements
• elseif expression
•
statements
• else
•
statements
• end
PPT学习交流
12
for循环语句
• for语句—般用于循环次数确定的循 环结构，它的调用格式如下：
• for variable = expr, statement, ..., statement end
第三章
之Matlab软件的程序设计
PPT学习交流
1
概述
• 主要介绍如下几个方面的内容：
• （1）M文件的功能和特点；
• （2）编制M文件和M函数文件的基本方法和重要 步骤；
• （3）Matlab软件中流程的控制方法、语句格式和 应用方法；
• （4）典型编程实例的分析与讲解；
• （5）导入与导出数据的基本方法。
19
举例2绘制电机机械转矩与转速函数 曲线
• 一台三相感应电动机，参数分别为：230V，60Hz， 12kW，4极绕线式转子，定子有效电阻R1=0.095， 定子漏电抗X1=0.680，转子漏电抗X2=0.672，磁 化电抗X2=18.7，在转子有效电阻R2=0.1，0.2， 0.5，1.0，1.5和2时，利用Matlab软件绘制电机的 机械转矩Tmech作以r/min为单位的转子转速的函 数时的变化曲线
• 在Matlab命令窗口中键入下面的命令语句：
PPT学习交流
23
PPT学习交流
24
Matlab工具箱的查看方法
• 放入一个目录中的为某种目的专门编写的 一组Matlab函数就可以组成一个工具箱。 从某种意义上说，任何一个Matlab语言的
第3讲 MATLAB程序设计PPT课件
2020/8/11
理学院 施三支
3
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。
解：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
理学院 施三支
16
第3讲 MATLAB
3.1 M 3.2 程序控制结构 3.3 函数文件
2020/8/11
理学院 施三支
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
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)。
2020/8/11
理学院 施三支
10
例3.3 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 解：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))]);
1．if语句
在MATLAB中，if语句有3种格式：
(1) 单分支if语句： if 条件
《MATLAB程序设计教程》第3章MATLAB程序设计
《MATLAB程序设计教程》第3章MATLAB程序设计《MATLAB程序设计教程(第二版)》的第3章主要介绍了MATLAB程序设计的基本概念和基本语法。
本章内容包括MATLAB程序的基本结构、变量的定义和使用、矩阵和向量的操作、条件语句和循环语句的使用、MATLAB函数及其调用、输入和输出等。
首先，本章介绍了MATLAB程序的基本结构。
一个MATLAB程序包含多个部分，包括脚本文件、函数文件、注释等。
脚本文件是由一系列MATLAB语句组成的，按照顺序执行。
函数文件是由函数定义和函数体组成的，可以在其他脚本文件或函数文件中调用。
接着，本章介绍了MATLAB中变量的定义和使用。
MATLAB中的变量是用来存储数据的，可以是数字、字符、字符串等。
变量可以使用等号进行赋值，并且可以进行各种运算操作。
MATLAB中的变量有严格的命名规则和作用域，需要注意命名的规范。
然后，本章介绍了MATLAB中矩阵和向量的操作。
MATLAB可以通过矩阵和向量进行复杂的数值计算。
可以通过矩阵的加减乘除、转置、求逆等操作来实现各种数值运算。
MATLAB还提供了许多便捷的函数来操作矩阵和向量，例如最大最小值、平均值、排序等。
接下来，本章介绍了条件语句和循环语句的使用。
条件语句用来根据条件执行不同的操作，包括if语句和switch语句。
循环语句用来重复执行一段代码，包括for循环、while循环和do-while循环。
这些语句可以有效地控制程序的逻辑流程，并实现各种复杂的计算。
然后，本章介绍了MATLAB函数及其调用。
函数是由一系列语句组成的，可以重复使用。
可以在MATLAB程序中定义自己的函数，并在程序中调用。
函数可以接受输入参数，经过运算后返回输出结果，可以大大提高程序的重复利用性和代码的模块化程度。
最后，本章介绍了MATLAB的输入和输出。
MATLAB可以通过命令窗口进行输入输出，也可以通过文件进行输入输出。
可以使用各种函数来读取和写入数据，包括文本文件、二进制文件等。
《MATLAB程序设计》PPT课件
程序2（函数式文件） 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：70 c= 21.1111 x= 21.1111
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3-6 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)： price<200 没有折扣 200≤price<500 3%折扣 500≤price<1000 5%折扣 1000≤price<2500 8%折扣 2500≤price<5000 10%折扣 5000≤price 14%折扣 输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
(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<=0 y= (x+sqrt(pi))/exp(2); else y=log(x+sqrt(1+x*x))/2; end Y
03 Matlab程序设计
一般调试技术
语句末分号（取消分号） 利用keyboard语句； 函数文件转换为脚本文件 利用调试器：设置断点、单步执行…
调试演示
m文件的创建、执行演示
编写m文件，将华氏温度转换为摄氏温度。
eg3_1.m
%华氏温度转换为摄氏温度 clear; %清除工作空间中的变量 h=input('输入华氏温度：'); c=5*(h-32)/9
演示3
（3）m文件的类型
独立的m文件 — 脚本文件 是一串指令的集合 与在命令窗口逐行执行文件中的指令一样 没有输入输出参数。 可调用的m文件 — 内置函数文件 用户自编函数文件 函数文件
（１）m文件创建方法 系统认可的文本文件编辑器 windows的记事本、word 利用matlab附带的 m文件编辑器
（２）m文件编辑器创建ｍ文件示例
在matlab命令窗口点击file 菜单new → m-file 在编辑窗口输入指令 演示2 保存在工作路径中
m文件的存储路径： 默认路径 :\MATLAB71\work\ 其它路径 自己设定 创建的m文件必须纳入matlab搜索路径， 才能在matlab命令窗口运行。 搜索路径修改演示 m文件的创建、执行演示
第三讲 Matlab 程序设计
张 燕平 09-05-27, 09:44
matlab的工作模式 m文件的创建 m程序的流程控制 参数交互输入 程序设计技术 程序调试
1、matlab的工作模式
（１）指令驱动模式
matlab命令行方式 在命令窗口中执行命令 要点： 一次只能执行一行； 一行中可以有一个或几个语句(逗号分隔)； 例： >>x1=0:10 >> x1=0:10,x2=0:3:11
第3章Matlab程序设计精品PPT课件
顺序结构是指按照程序中语句的排列顺序依次执 行，直到程序的最后一个语句。（最简单的一种 程序）
1、数从据键的盘输输入入数据，则可以使用其in中pu提符t示串函信，数息用来为于一提进个示行字用，
调用格式为：
户输入数据。
A = input（提示信息，选项）；
例如：从键盘输入A矩阵，可以采用下面的命令 来完成
A = input（‘输入A矩阵’）；
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：xm = input(‘What’’s your name?’,’s’);
2020/10/162011-3-4
Matlab Language
10
3.2.1 顺序结构
2、数据的输出 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。例如： A = ‘Hello, Tom’; disp(A) 输出为：Hello, Tom 又如：A = [1,2,3;4,5,6;7,8,9]; disp(A) 输出为： 123 456 7 8 9 %disp函数输出格式更紧凑
Matlab
工程学院
程序设计的基本步骤
☻ 1.清晰地陈述出你要解决的问题。 ☻ 2.确定程序所需地输入量和程序所产生
的输出量。 ☻ 3.为你的程序设计算法 ☻ 4.将算法转化为MATLAB 语句 ☻ 5.调试MATLAB 程序
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Matlab Language
2
Matlab命令的执行方式
2020/10/162011-3-4
Matlab Language
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3.2.1 顺序结构
第三讲 matlab程序设计
MATLAB 程序设计
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
简介 MATLAB的程序类型 建立自己的函数库 变量及其作用域 控制语句 程序调试 数据的输入输出 MATLAB的编程技巧
一、简介
♦ Matlab既是一种语言，又是一种编程环
境。Matlab提供了很多方便用户的工具， 用于管理变量、输入输出数据以及生成 和管理M文件。
Matlab工具箱中含有的一种数量众多的文件，是 用以保存数据的具有标准格式的二进制文件，可被用 来保存当前工作空间中的变量和数据，并可再在需要 时将其方便地调入工作空间参与运算。
♦ MDL文件 Simulink生成的描述模型的文件 MDL文件 ♦ DLL文件 用Mex技术生成的MAT文件 DLL文件 ♦
b=
[m,n] = size(x); mx = mean(x); mcx = zeros(m,n); for i = 1:m mcx(i,:) = (x(i,:) - mx); end
Hale Waihona Puke -3 -3 -3 0 3 c= 4 5 6 0 3 0 3
三、建立自己的函数库
文件与路径管理
♦ what：显示当前目录下所有与matlab相关的文件
♦ edit path
♦
扩展matlab路径，建立自己的函数库
1. 建立自己的工作目录，如： D:\matlab\myfiles 2. 单击命令窗口中的菜单项：file－》set path 3. 在set path对话框中点击add folder…,找到 或输入自己刚才新建的目录，确定即可。 这样，就把新建的目录加入到matlab的 搜索路径中，路径中的文件可以自己在 命令窗口运行，并可以调用matlab环境 中的其它 函数。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
简介 MATLAB的程序类型 建立自己的函数库 变量及其作用域 控制语句 程序调试 数据的输入输出 MATLAB的编程技巧
一、简介
♦ Matlab既是一种语言，又是一种编程环
境。Matlab提供了很多方便用户的工具， 用于管理变量、输入输出数据以及生成 和管理M文件。
Matlab工具箱中含有的一种数量众多的文件，是 用以保存数据的具有标准格式的二进制文件，可被用 来保存当前工作空间中的变量和数据，并可再在需要 时将其方便地调入工作空间参与运算。
♦ MDL文件 Simulink生成的描述模型的文件 MDL文件 ♦ DLL文件 用Mex技术生成的MAT文件 DLL文件 ♦
b=
[m,n] = size(x); mx = mean(x); mcx = zeros(m,n); for i = 1:m mcx(i,:) = (x(i,:) - mx); end
Hale Waihona Puke -3 -3 -3 0 3 c= 4 5 6 0 3 0 3
三、建立自己的函数库
文件与路径管理
♦ what：显示当前目录下所有与matlab相关的文件
♦ edit path
♦
扩展matlab路径，建立自己的函数库
1. 建立自己的工作目录，如： D:\matlab\myfiles 2. 单击命令窗口中的菜单项：file－》set path 3. 在set path对话框中点击add folder…,找到 或输入自己刚才新建的目录，确定即可。 这样，就把新建的目录加入到matlab的 搜索路径中，路径中的文件可以自己在 命令窗口运行，并可以调用matlab环境 中的其它 函数。
MATLAB实用教程第三讲
补充：医学图像处理
• MATLAB图像处理工具箱支持四种图像类型，分别为真 彩色图像（RGB）、索引色图像、灰度图像（I）和二值 图像（BW）。许多图像处理工作对图像类型有特定的要 求，比如要对一幅索引图滤波，首先要把它转换成真彩色 图像或灰度图像，直接滤波的结果是毫无意义的。 • 在图像处理工具箱中有类型转换函数可以实现各种图像类 型之间的相互转换，如rgb2gray、ind2gray、im2bw 等。 • 在MATLAB中，改变图像文件格式的方法是：先用阅读 函数将文件读入工作空间，然后用写入函数以适当的格式 保存文件。由此可以方便的实现医学图像格式与其他格式 之间的相互转换，以利于医学图像的传输和应用。
绘制多边形
任意多边形及多边形区域是用Patch对 象表示的，该对象由patch函数创建。 使用patch函数生成面片，有两种方 法，一种是顶点/颜色法，通过指定每个小 面的顶点坐标和颜色来创建；另一种是顶 点/小面法，通过指定所有顶点的坐标和各 小面的顶点和颜色来创建。
绘制文本
文本用Text对象表示，该对象由text函数创 建，text函数是创建文本图形对象的低级函数。使 用它将文本字符串放在指定的位置上。 下面创建多种形式的文本：
例：把一个TIF格式的图像li2.tif转换 成DICOM格式的图像li2.dcm。
x=imread('li2.tif'); %将转换文件读入工作空间 imshow(x) %如图（a）显示的TIF格式图像 st=dicomwrite(x,‘li2.dcm’); %转换为DICOM格式 I=dicomread('li2.dcm'); %读入DICOM文件 imshow(I) %如图（b）显示的DICOM格式图像
MATLAB课件第3章MATLAB程序设计
a=1:10; b=[11,12,13,14;15,16,17,18];
c=a;a=b;b=c;
a
b 然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行 该命令文件。
2020/8/11
目录
函数文件
用M文件自定义函数，开头为: function yname = fname(xname) yname: 因变量名，fname: 函数名，xname：自变量 名. 文件名为fname，即与函数名相同. • 与命令文件不同 ，函数文件犹如一个“黑箱”，把一些
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例3.4 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 程序如下：
a=? 3
a=input('a=?'); b=input('b=?'); b=? 4 c=input('c=?'); c=? 9
d=b*b-4*a*c; x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i
已知打折标准为： 商品价格小于200元时，折扣率为0; 商品价格大于或等于200元且小于500时，折扣率为0.03; 商品价格大于或等于500且小于1000元时，折扣率为0.05; 商品价格大于或等于1000且小于2500元时，折扣率为0.08; 商品价格大于或等于2500且小于5000元时，折扣率为0.1; 商品价格大于或等于5000元时，折扣率为0.14; 求所售商品的实际销售价格。if 条源自 语句组1else 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。
2020/8/11
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例3.4计算分段函数值 ycos(x1) x21,x10
c=a;a=b;b=c;
a
b 然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行 该命令文件。
2020/8/11
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函数文件
用M文件自定义函数，开头为: function yname = fname(xname) yname: 因变量名，fname: 函数名，xname：自变量 名. 文件名为fname，即与函数名相同. • 与命令文件不同 ，函数文件犹如一个“黑箱”，把一些
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例3.4 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 程序如下：
a=? 3
a=input('a=?'); b=input('b=?'); b=? 4 c=input('c=?'); c=? 9
d=b*b-4*a*c; x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i
已知打折标准为： 商品价格小于200元时，折扣率为0; 商品价格大于或等于200元且小于500时，折扣率为0.03; 商品价格大于或等于500且小于1000元时，折扣率为0.05; 商品价格大于或等于1000且小于2500元时，折扣率为0.08; 商品价格大于或等于2500且小于5000元时，折扣率为0.1; 商品价格大于或等于5000元时，折扣率为0.14; 求所售商品的实际销售价格。if 条源自 语句组1else 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。
2020/8/11
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例3.4计算分段函数值 ycos(x1) x21,x10
matlab第三章程序设计精品PPT课件
当函数执行到最后一条命令或遇到return命令后， 就结束函数的执行，同时函数工作空间的变量被 清除。
例：m_func.m
函数基本格式：
（1）函数定义行（关键字function） function[out1,out2,..]=(in1,in2,..) 输入和输出（返回）的参数个数分别由nargin和 nargout两个MATLAB保留的变量来给出。
第三章 MATLAB程序设计
一、MATLBA程序的 基本设计原则
1、％后面的内容是程序的注解，要善于运用注解使程序更 具可读性。
2、养成在主程序开头用clear指令清除变量的习惯，以消除 工作空间中其他变量对程序运行的影响。但注意在子程序 中不要用clear。
3、参数值要集中放在程序的开始部分，以便维护。要充分 利用MATLAB工具箱提供的指令来执行所要进行的运算， 在语句行之后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显示， 以提高执行速度。
例：m_prog.m
（３）函数文件 各种工具箱的内部函数基本都是M函数文件，用 户也可以自己编写一组M函数文件组成工具箱。
M函数文件的第一行必须包括function，每一个M函 数文件都至少要定义一个函数。
函数可以接受输入变量，并将运算结果送到输出变 量
函数具有单独的工作空间，函数体内使用的除返回 和输入变量外的所有变量都是局部变量，只在函 数工作空间中存在。
绿色：注解；
黑色：程序主体；
红色：属性值的设定； 蓝色：控制流程。
编辑功能与大多数编辑器类似，都有复制、粘贴、查找、加 注释、缩进等功能
具有程序调试功能：设置断点、单步执行、连续执行等
在运行程序之前，必须设置好MATLAB的工作路径，使得所要 运行的程序及运行程序所需要的其他文件处在当前目录之 下，只有这样，才可以使程序得以正常运行。否则可能导 致无法读取某些系统文件或数据，从而程序无法执行。
例：m_func.m
函数基本格式：
（1）函数定义行（关键字function） function[out1,out2,..]=(in1,in2,..) 输入和输出（返回）的参数个数分别由nargin和 nargout两个MATLAB保留的变量来给出。
第三章 MATLAB程序设计
一、MATLBA程序的 基本设计原则
1、％后面的内容是程序的注解，要善于运用注解使程序更 具可读性。
2、养成在主程序开头用clear指令清除变量的习惯，以消除 工作空间中其他变量对程序运行的影响。但注意在子程序 中不要用clear。
3、参数值要集中放在程序的开始部分，以便维护。要充分 利用MATLAB工具箱提供的指令来执行所要进行的运算， 在语句行之后输入分号使其及中间结果不在屏幕上显示， 以提高执行速度。
例：m_prog.m
（３）函数文件 各种工具箱的内部函数基本都是M函数文件，用 户也可以自己编写一组M函数文件组成工具箱。
M函数文件的第一行必须包括function，每一个M函 数文件都至少要定义一个函数。
函数可以接受输入变量，并将运算结果送到输出变 量
函数具有单独的工作空间，函数体内使用的除返回 和输入变量外的所有变量都是局部变量，只在函 数工作空间中存在。
绿色：注解；
黑色：程序主体；
红色：属性值的设定； 蓝色：控制流程。
编辑功能与大多数编辑器类似，都有复制、粘贴、查找、加 注释、缩进等功能
具有程序调试功能：设置断点、单步执行、连续执行等
在运行程序之前，必须设置好MATLAB的工作路径，使得所要 运行的程序及运行程序所需要的其他文件处在当前目录之 下，只有这样，才可以使程序得以正常运行。否则可能导 致无法读取某些系统文件或数据，从而程序无法执行。
Matlab教程Ch3程序设计
条件
程序模块
不成立 成立
3.2.2 选择结构
在MATLAB中，循环结构可 中 以由两种语句结构实现： 以由两种语句结构实现：
for语句循环结构 while语句循环结构
13
1．for语句循环结构 ． 语句循环结构
for循环变量＝起始值：步长：终止值 循环变量＝起始值：步长： 循环变量 循环体 end
3.5函数与变量参数传递 函数与变量参数传递
3.5.1子函数与私有函数 3.5.2变量作用域 3.5.3函数的参数传递
21
上机指导
3.6 M文件的调试 文件的调试
3.7 M文件性能分析与优化 文件性能分析与优化
3.7.1 M文件性能分析 3.7.2 M文件性能优化
22
应用举例
求1！+2！+3！+ … +5！的值 ！ ！ ！ ！
又称为脚本文件，是一串指令的集合。 又称为脚本文件，是一串指令的集合。 用户只需键入该命令文件的文件名， 用户只需键入该命令文件的文件名，系统就会 自动逐行执行该文件中的各条语句。 自动逐行执行该文件中的各条语句。 适用于小规模运算。 适用于小规模运算。
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3.3.2函数文件 函数文件
函数文件基本格式： 函数文件基本格式：
(2) 多分支 语句：超过 个的选择 多分支if语句 超过2个的选择 语句：
if表达式1 程序模块1 elseif 表达式2 程序模块2 … elseif 表达式n 程序模块n else 程序模块n+1 end
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例：将百分制的学生成绩转换为五级制的成绩输出
clear n=input('输入 '); 输入n= 输入 if n>=90 r='A' elseif n>=80 r='B' elseif n>=70 r='C' elseif n>=60 r='D' else r='E' end
Matlab课件教程2第3章程序设计
3.2 控制语句
• 3.2.1 表达式、表达式语句与赋值语句 • 1．表达式 • 2．表达式语句 • 2．赋值语句
3.2.2 程序流程控制语句
• 1．循环语句 • 2．选择语句 • 3．分支语句
3.2.3 程序流程控制指令
• 中断命令break • return指令 • 等待用户反文件是使用MATLAB语言编写的程序代码 文件。之所以称为M文件，是因为这种文件 都以“.m”作为文件扩展名。用户可以通过 任何文本编辑器或字处理器来生成或编辑M 文件，但是在MATLAB提供的M文件编辑器 中生成或编辑M文件是最为简单、方便而且 高效的。
3.1.1 命令式文件
3.2.4 人机交互语句
• echo命令 • input命令 • keyboard命令
3.2.5 MATLAB程序的调试命令
• dbstop命令 • dbcont命令 • dbstep命令 • dbstack命令 • dbstatus命令 • dbtype命令 • dbquit命令
3.3 函数变量及其作用域
• 在MATLAB中，实现某项功能的一串 MATLAB语句命令余函数组合成的文件叫命 令式文件。这种M文件在MATLAB的工作空 间内对数据进行操作，能在MATLAB环境下 直接执行。命令式文件不仅能够对工作空 间内已存在的变量进行操作，并能将建立 的变量及其执行后的结果保存在MATLAB工 作空间里，供在以后的计算中使用。
3.1.2 函数式文件
• MATLAB函数通常是指MATLAB系统中以设 计好的完成某一种特定的运算或实现某一 特定功能的一个子程序。MATLAB函数或函 数文件是MATLAB语言中最重要的组成部分， MATLAB提供的各种各样的工具箱几乎都是 以函数形式给出的。MATLAB的工具箱是内 容极为丰富的函数库，可以实现各种各样 的功能。
MATLAB程序设计
MATLAB程序设计
一、MATLAB程序设计概述
MATLAB（Matrix Laboratory）是一种高级的科学和数学计算软件，主要应用于数学计算、可视化和编程。
MATLAB的强大功能使它成为广泛应用于数学、物理、工程、金融、生物信息等领域的工具。
它还可用于设计、测试和部署可靠、可维护的应用程序。
MATLAB除了提供了大量的函数及命令，还支持用户自定义函数，因此，MATLAB程序设计就成为了MATLAB的重要组成部分。
MATLAB程序设计是一种编写代码来完成特定任务的过程。
它的代码可以与MATLAB内置的函数和命令一起使用，以执行任务，并将结果传递给MATLAB的后续任务。
MATLAB程序设计的代码也可以被称为“脚本”，它可以用于自定义函数，以实现特定任务，或者可以被组合在一起以构建更复杂的应用程序。
二、MATLAB程序设计的基础
要成功编写程序，必须充分理解MATLAB的基本组成部分，以及如何将它们结合在一起。
MATLAB程序设计的基本要素包括：变量、矩阵、函数、程序流程控制、调试等。
变量：变量是MATLAB的基本构造块，可以用来存储任何信息。
MATLAB中定义变量时，只需要指定变量的名称，以及它的类型（数字、字符串、逻辑等）。
矩阵：矩阵是MATLAB中的数据结构，是一种多维数据集合。
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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。 (2) 命令操作。 在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名 (3) 命令按钮操作。 单击MATLAB主窗口工具栏上的Open File命 令按钮。
3.2.3 switch-case 结构 switch ex case test1 命令组1； case test2 命令组2； otherwise 命令组3； end
注：case 后面的值可以是 标量，字符串，单元数组。 为单元数组时，MATLAB 把ex的值和单元数组的每 一个元素做比较，只要有 一个元素匹配就执行对应 的命令组。
例：3.3.2 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 n<=1 f=1; else f=factor(n-1)*n; %递归调用求(n-1)! end
输入输出参数个数的可调性
在调用函数时，可用函数nargin和 nargout获取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。
3.3 函数文件
函数文件的特点 (1)函数文件的第1行总是以“function”引导的函数声明行， 该行罗列出输入形参和输出变量，输入形参和输出变量数 量无限制，也可以都没有，其它部分的机构与命令文件相 同 (2) 函数文件运行时，所有产生的变量都存放到一个临时的 工作空间中，该函数文件结束运行时，该临时工作空间被 清除，这个临时工作空间成为该函数的工作空间。 (3) 一般情况下，函数文件名和该文件中的主函数同名，若 不一致，MATLAB将以函数文件名为准。
例3.3.3 nargin用法示例。 函数文件 charray.m： function fout=charray(a,b,c) if nargin==1 fout=a; elseif nargin==2 fout=a+b; elseif nargin==3 fout=(a*b*c)/2; end
命令文件:mydemo.m： x=[1:3]; y=[1;2;3]; charray(x) charray(x,y') charray(x,y,3)
3.2 程序控制语句
3.2.1 for 循环结构 for x=array 循环体； end 说明：x是循环变量，for 语句和end之间是循环体，循环次 数由数组array的列数指定。 注： 1.循环不会因为在循环体内对循环变量的改变而结束 2.为使代码高效，应尽量提高代码的向量化程度，避免使 用循环结构
局部变量和全局变量 (1) 局部变量产生于相应函数的运行过程中， 存在于相应函数执行时的工作空间中，其 影响范围也仅限于该函数本身 (2)全局变量是在所有的工作空间中都可以访 问的变量，并且必须在使用前用globel定义
例3.3.4 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) global ALPHA BETA f=ALPHA*x+BETA*y; 在命令窗口中输入： global ALPHA BETA ALPHA=1; BETA=2; s=wadd(1,2)
例3.2.1：for n=10:-1:1 n=100 end 例3.2.2: for n=[2,1.1,3.2,5] n n=10 end 例3.2.3 for n=magic(3) n end
例3.2.4 比较下列两个程序结果
1. a=magic(1000); s=0; t=cputime; for n=1:1000 for m=1:1000 s=s+a(n,m); end end t=cputime-t
函数文件的调用 格式是： [输出实参表]=函数名(输入实参表)
例3.3.1利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(ρ,θ)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： clear x=input('Please input x=:'); y=input('Please input y=:'); [rho,theta]=tran(x,y); rho theta 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: switch ‘a’ case ‘d’ disp(‘case 1’) case {‘a’,’b’} disp(‘case 2’); case {‘a’,’c’} disp(‘case 3’) end
3.2.4 try-catch 结构 try 命令组1； catch 命令组2； end
注： 1.命令组1总被执行，执行 时若有错，才执行命令组2
当一个函数调用发生时， MATLAB先对函
数的每一个局部变量进行分析，确定函数 的哪些局部变量进行了修改。
如果函数修改了这个局部变量的值，将会复制 对应实参 生成一个副本，然后把它们传递给函数。 如果函数没有修改这个局部变量的值，它将不会对此参 数进行复制，而是简单地指向程序外面的外面的变量.
函数文件示例： function [s,p]=fcircle(r) %fcircle calculate the area and perimeter of a circle of radii r %r radii %s area %p perimeter
%2008-8-8
s=pi*r*r; p=2*pi*r;
2. a=magic(1000); t=cputime ; s=sum(sum(a)); t=cputime-t
3.2.2 while 循环结构 格式: while表达式 循环体； end 说明：若表达式的值为逻辑真(非零)，则执行循环 体，直到 表达式的值为假，就结束循环。 注： 1.一般情况下，表达式的值都是标量值，但是 MATLAB允许 它为一个数组，此时只有当该数组元素均为真时， MATLAB才会执行循环体 2.如while指令后的表达式为空数组，MATLAB认为表达式的 值为假，而不执行循环体。
2.可调用lasterr函数查询出 错原因，如果函数lasterr的 运行结果是一个空字符串， 表明命令组1执行正确
3. 当执行命令组2时又出错， MATLAB将终止该结构。
例：clear; N=4;A=magic(3); try A_N=A(N,:); catch A_end=A(end,:); end lasterr
3.1.2 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．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。 (2) 命令操作。 在MATLAB命令窗口输入命令edit， (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。
第3讲MATLAB程序设计 3.1 脚本文件 3.2 程序控制语句 3.3函数文件 3.4程序调试
3.1 脚本文件
3.1.1 M文件概述 用MATLAB语言编写的程序，称为M 文件。M文件分为两类： 1. 脚本文件(Script File) 2. 函数文件(Function File)。
脚本文件的特点 1.是一串按用户意图排列而成的MATLAB指 令集； 2. 脚本文件运行后，所产生的变量都驻留 在MATLAB工作空间中。故一般脚本文件 的正文部分都以clear命令开头，已清空当 前的工作空间。
脚本文件的结构 (1)在线帮文本(help text): 以%开头的注释行, 它包含对对本文件的功能的简要描述，供 lookfor关键字查询和help在线帮助使用。 (2)编写和修改记录: 与在线帮助文本相隔一 个空行，以%开头，记录该文件的作者和日 期，版本记录。 (3) 文件体，与前面注释部分以空行相隔， 为脚本文件的主体内容。
命令文件示例： % Fahrenheit temperature to Celsius temperature % f: Fahrenheit temperature % c: Celsius temperature %c : written by xxx, version: 1.1 clear; %清除工作空间中的变量 f=input('Input Fahrenheit temperature：'); c=5*(f-32)/9
全局变量占用的是全局内存，传递时不做
复制，故全局变量尤其适用于在许多函数 分享大容量数据。
内联函数 格式：g = inline(‘expr’,’arg1’,’arg2’,...) 例：f=inline(‘x^2’,’x’) f(0.4)
MATLAB 中的按值传递机制
例:sample.m的内容: function out = sample(a, b) fprintf('In Sample: a = %f, b = %f %f\n',a,b); a = b(1) + 2*a; b = a .* b; out = a + b(1); fprintf('In Sample: a = %f, b = %f %f \n',a,b); 下面是调用这个函数的命令文件：test_sample.m a = 2; b = [6 4]; fprintf('Before sample: a = %f, b = %f %f\n', a, b); out = sample(a, b); fprintf('After sample: a = %f, b = %f %f\n',a,b); fprintf('After sample: out = %f \n', out); 当这个程序被执行将产生如下的结果： >> test_sample Before sample: a = 2.000000, b = 6.000000 4.000000 In Sample: a = 2.000000, b = 6.000000 4.000000 In Sample: a = 10.000000, b = 60.000000 40.000000 After sample: a = 2.000000, b = 6.000000 4.000000 After sample: out