Matlab程序设计-第03章

厦门大学计算机系 严 严
第三章 Matlab程序设计
3.1 M文件 3.2 局部变量与全局变量 3.3 数据类型 3.4 运算符 3.5 控制语句 3.6 子函数 3.7 错误与警告信息 3.8 时间与日期函数
3.1 M文件
用MATLAB语言编写的可在MATLAB中运行的程序，称为M文件。 M文件包含两类：命令文件和函数文件。 两者区别在于： (1)命令文件没有输入参数，也不返回输出参数，而函数文件可以 输入参数，也可返回输出参数; (2)命令文件对工作空间中的变量进行操作，而函数文件的变量为 局部变量，只有其输入、输出变量保留在工作空间中; (3)一般来说，命令文件用于把很多需在命令窗口输入的命令放在 一起，而函数文件用于把重复的程序段封装起来，使程序更加简洁。 用任何文本编辑器都可编写M文件。在MATLAB的命令窗口中可以 运行M文件 无论是函数文件还是命令文件都可被别的程序调用。
【输出】
A = 'Hello, Tom'; disp(A)
disp(xm)
【暂停】 pause(延迟的秒数) 强行终止：Ctrl+C
3.5 程序流程控制
MATLAB也提供根据条件判断来控制程序流程的语句，最常见为 if-else-end的语句组合 【语法】 if 条件式 表达式； else 表达式； end
>>if rand(1,1)>0.5 >> disp('Given random number is greater than O.5．')； >> else >> disp('Given random number iS less than 0.5.')； >>end
3.5 程序流程控制
MATLAB也提供根据条件判断来控制程序流程的语句，最常见为 if-elseif-end的语句组合 【语法】 if 条件式 表达式； elseif 表达式； else end
3.1 M文件
在函数定义行function c=soundspeed(s,t,p)中，function为 函数文件的关键字，表明该文为函数文件：c为输出参数; soundspeed为函数名；s,t,p为输入变量件。 MATLAB的所有函数文件都遵从这种定义格式。当函数的输 出参数不只一个时，用中括号“[]”把输出参数括起来，参数之 间用逗号分开。如果有输入变量时，用小括号括起来，当个数不 只一个时，用逗号分开。 当函数无输出参数时，输出参数项空缺(等号也省略)或者用空 的中括号表示 【例如】 function printrcsults(x) function []=printresuits(x)
3.5 程序流程控制
switch语句，其语法格式为： switch 表达式（％可以是标量或字符串） case 值1 语句1 case 值2 语句2 …. otherwise 语句n end 【流程】表达式的值和哪种情况(case)的值相同，就执行哪种情况 中的语句，如果不同，则执行otherwise中的语句。格式中也可以 不包括otherwise，如果表达式的值与列出的各种情况都不相同， 则继续向下执行。
3.1 M文件
调用该命令文件时，不用输 入参数，也没有输出参数，文 件自身建立需要的变量。当文 件执行完毕后，用命令whos 可以查看工作空间中的变量。 可见变量t,r仍然保留在工作空 间中。
图3.1 花瓣图案
3.1 M文件
与命令文件相比，函数文件稍微复杂一些。下面为一个只有 两行的函数文件例子。 【例如】 function c=myfile(a,b) c=sqrt((a.^2)+(b.^2)) 一旦该函数文件建立，在MATLAB的命令窗口或在别的文件 里面，就可以用下列命令调用。 >>a=4 >>b=3 >>c=myfile(a,b); 结果为： C= 5.0000
t = 0:.1:35; % 形成向量 该函数文件包含以下几部分： a.函数定义行 文件的第一行为函数定义行，该行定义函数名、输入参数和输出 参数的个数。 b.H1行 H1行的字面意思为帮助信息的第一行，在上述文件中为第二行。当用 命令help查询该函数的帮助信息时，将显示该行内容。 c.帮助体 文件中两空行之间的部分。当对该函数单独查询帮助信息时，将显示帮 助体和HI行的内容。 d.函数体 函数文件中除函数定义行、HI行和帮助体之外的文本，这些命令执行 计算、赋值等实质性的工作。 e.注释部分 在函数体中以符号“%”开始直到该行结束的部分表示对程序的注 释。如上面文件中倒数第一行的后一部分为注释语句。
3.5 程序流程控制
【例如】 x=ones(4,2); y=4*eye(3) try z=x*y; catch z=nan; disp(‘x and y are not confortmable.’) end z x and y are not confortmable. z= NaN
提示：第一题用fix和rem函数，第二题switch语句用fix函数
>>if rand(1,1)>0.5 >> disp('Given random number is greater than O.5．')； >> elseif rand(1,1)>0.3 >> disp('Given random number iS between 0.5 and 0.3.')； >> else >> disp('Given random number is smaller than 0.3； >>end
作业提交[4月1日]
纸质版课后交给我
2.文字的编码
（1）字符编码（ASCII码）
3.5 程序流程控制
break是Matlab中的强制跳转命令，通常用在for和while循环中， 当执行这个命令之后，Matlab就跳出for和while循环，转到循环之外 的下一条语句 【例如】
>>EPS=1; >>for num=1:1000 EPS=EPS/2; if (1+EPS)<=1 EPS=EPS*2 break end end EPS= 2.2204e-016
3.5 程序流程控制
【注意】预先分配矩阵
上面的例子，使用zeros来预先分配了一个适当大小的矩阵 若不预先分配矩阵，程序仍可执行，但此时MATLAB需要动态地 增加(或减小)矩阵的大小，因而降低了程序的执行效率 所以在使用一个矩阵时，着能在事前知道其大小，则最好先使用 zeros或ones等命令来预先分配矩阵所需的内存大小，以提高程序的 执行效率
提示：break命令仅迫使程序跳出一个循环。
3.5 程序流程控制
continue也是一个强制跳转命令，当Matalb遇到该命令 时，就立即跳到for或while循环的end处，结束一次循环 【例如】
>>EPS=1; >>for num=1:1000 EPS=EPS/2; if (1+EPS)>1 continue end EPS=EPS*2 break end EPS= 2.2204e-016
3.1 M文件
由于命令文件没有输入参数和输出参数，只是一些命令行的组 合，所以命令文件比函数文件简单 命令文件产生的变量仍将保留在工作空间中，直到关闭 MATLAB或用相关命令删除 下面是命令文件例子，在文本编辑器中输入下列命令行，并存 为flowerpetal.m。 t=-pi:0.01:pi; r=2*sin(5*t).^2; polar(t,r) 在MATLAB的命令窗口中键入flowerpetal，将会画出一系列的 花瓣状图形。
提示：在这continue命令对if-end结构没有任何影响。
【例如】求[100,200]之间第一个能被21整除的整数
for n = 100:200 if rem(n,21)~=0 continue end break end n
3.5 程序流程控制
Try-catch模块使得用户能捕获程序执行过程中的的错误，以便 决定如何对错误进行响应。语法格式如下： try 语句1… catch 语句2 end 【流程】 在执行语句1过程中,如果没有错误发生，程序控制就直接 跳到end语句，如果出现错误就立即转移到catch语句，执行语句2， 在语句2中，通常会利用lasterr和lasterror函数获取错误信息，然后 采取相应的措施
3.5 程序流程控制
【例如】
>>x=zeros(1,6)； ％预先分配矩阵x为一个维数1*6的零矩阵 >>for i=1:6 >> x(i)=1/i ; >>end >>disp(x) ％显示矩阵x的内容 1.0000 0.5000 O.3333 0.2500 0.2000 0.1667
3.5 程序流程控制
3.5 程序流程控制
另一个常用到的程序重复执行语句是while循环(While—loop)， 【语法】 while 条件式 表达式； end 也就是说，只要条件式成立，表达式就会一再被重复执行 【例如】先前用for循环产生的调和序列做法，可用while循环改写如下：
>>x=zeros(1,6)； %x是—个1*6的零矩阵 >>i=1； >>while i<=6 >>x(i)=1/i； >>i=i+l； >>end >>disp(x) 1.0000 0.5000 0.3333 0.2500 0.2000 0.1667
3.1 M文件
当调用函数时，输入参数和输出参数可以和定义行的变量名不同 MATLAB对函数名的限制如同变量名。函数文件名由函数名再加上 后缀“．m”组成 例如函数文件名test.m 当函数文件名和函数定义行的函数名不同时，MATLAB将忽略函数 名而确认文件名。所以，当编写函数文件时，文件名可以和函数名不 同，但调用时应该使用文件名 不过最好把文件名和函数名统一，以免出错 函数文件一旦编写好之后，就可在命令窗口或别的文件中调用。调 用的格式和函数文件的定义格式相同，只是把定义时的参数名换成相 应的变量名