MATLAB教程【2】编程

Matlab用户可以根据需要编辑自己的M文件， 它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大 地扩展了Matlab 的能力。
对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文
件，则可形成新的工具箱。
这种用Matlab语言创建定义新的Matlab函数的
功能，正体现了Matlab语言强大的扩展功能。
1.函数类文件的结构：

M文件的类型是普通的文本文件，我们可以 使用系统认可的文本文件编辑器来建立M文件。 如dos下的edit，windows的记事本等。
具体的创建方法：
(1) 在matlab命令窗 口点击File 菜单 New M-file
Matlab的程序编辑器窗口
(2) 程序编好后进行存盘：点击File \ Save As 在打开的对话框中选择存盘目录，键入文件名
c=input('请输入一个字符','s'); if c>='A' & c<='Z' disp(setstr(abs(c)+1)); elseif c>='a'& c<='z' disp(setstr(abs(c)-1)); elseif c>='0'& c<='9' disp(abs(c)-abs('0')); else aaab.m disp(c); end
(2)switch语句
格式：switch 表达式（％可以是标量或字符串） case 值1 执行方式：表达式的值和哪 语句1 种情况(case)的值相同，就 case 值2 执行哪种情况中的语句，如 果不同，则执行otherwise中 语句2 的语句。格式中也可以不包 …. 括otherwise，这时如果表达 otherwise 式的值与列出的各种情况都 语句3 不相同，则继续向下执行。 end
(2).循环结构 —— 被重复执行的一组语句，循环是计算 机解决问题的主要手段。 循环语句主要有：
for — end
语法为： for 循环变量＝起始值：步长：终止值 循环体 end 步长缺省值为1，可以是任意正实数或负实数。对于正数，循 环变量的值大于终止值时循环结束；对于负数，循环变量的值 小于终止值时循环结束。循环结构可以嵌套使用。 例：利用for循环求1！+2！+3！+ +5！的值 sum=0; for i=1:5 pdr=1; for k=1:i pdr=pdr*k; end bbb.m sum=sum+pdr; end sum
if
表达式1 ——— 多分支 语句1 elseif 表达式2 语句2 这种结构实现 elseif 表达式3 了一种多路选择， 语句3 比较复杂。可替代 · · 一般高级语言中的 · switch-case-end语句 else 语句n end
例：输入一个字符，若为大写字母，则输出其后继字符，若为 小写字母，则输出其前导字符，若为数字字符则输出其对应的 数值，若为其他字符则原样输出。 程序如下：
例：用while循环求1~100间整数的和 sum=0; i=1; while i<=100 sum=sum+i; i=i+1; sum = end sum 5050
(3). 分支结构—根据一定条件来执行的各条语句。 if — else — end语句有3种形式 if 表达式 执行语句 end if 表达式 ——— 是 语句1 else ———— 否 语句2 end
例：C2F.m
小

结
本节主要介绍了matlab语言程序设 计基础。matlab 编程简单，容易掌 握。 通过学习，应能编写简单程序 望你们今后能成为matlab高手!
上机作业：

x (x<1) 1.编写m函数，计算函数值 2x-1 (1<=x<10) 3x-11 (x>=10)
2.相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔（国际象 棋发明者），问他要什么？达依尔回答：“陛下只要在国际象棋 棋盘的第一个格子上放一粒麦子，第二个格子上放二粒麦子，以 后每个格子的麦子数都按前一格的两倍计算。如果陛下按此法给 我64格的麦子，就感激不尽，其他什么也不要了。”国王想： “这还不容易！”让人扛了一袋麦子，但很快用光了，再扛出一 袋还不够，请你为国王算一下共要给达依尔多少袋小麦？（1 袋 小麦约1.4×108 颗） 3.选择计算圆的面积或球的体积
M文件有两类指令类文件(script files) 函数类文件(function files) (1). 指令类文件 — 简单的m文件 指令类文件实际上是一串指令的集合，与在命 令窗口逐行执行文件中的所有指令，其结果是 一样的。没有输入输出参数。如：mag.m
(2). 函数文件— 需要输入变量，返回输出变量

pause —— 暂停，等待用户响应 可令m文件执行暂停，并在继续执行前按任一个键 。

keyboard —— 与input类似，功能更强 keyboard 调用键盘与调用m文件一样，当keyboard在 m文件中出现时，它停止文件的执行并控制键盘，用 于修改程序。

break —— 中断
break 中断for, while循环语句的执行，在嵌套循环结 构中， break则从最内层循环退出。
例：对数表（duishubiao）和计时（jishi）
3.其它指令
input —— 将用户从键盘输入数值、字符串、表达式 赋予指定的变量。 例：n=input('How many apples= ') How many apples= 5 n= 5 disp(‘…’) —— 在屏幕上显示引号中的内容
（1）函数定义行（关键字function） function 输出变量=函数文件名（输入变量P1，P2） （2）H1行, 以（%）开头，作为lookfor指令搜索的行 （3）函数帮助文本 以（%）开头，详细说明函数的功能及有 关内容，是help查找的内容 （4）函数体语句 函数文件中的程序，包括流程控制、交互输入输出、计算、赋值、 注释，也可以调用函数文件和指令类文件。如： average.m 特定规则： 1. 函数m文件第一行必须以单词function作为引导词。 2. M文件的文件名必须是<函数名> .m。 3. 程序中的变量均为局部变量，不保存在工作 空间中。其变量只在函数运行期间有效。
(3).在指令窗键入文件名，就可以运行程序。
或在程序编辑器窗口点击Debug\Run运行
！M文件的命名规则：
2.编辑器的功能
文件名以字母打头，不要以数字开头，也不能是汉字。
3.程序调试
4.设置搜索路径
1.3.2 Matlab文件的类型
M文件的语法类似于c语言，但又有其自身特点。它 只是一个简单的ASCII码文本文件，执行程序时逐行 解释运行程序，matlab是解释性的编程语言。
例：color.m
注意:程序设计的优化 1.以矩阵或矢量运算代替循环运算
矩阵运算是Matlab的核心，因此在编程过程中应当注重 对矩阵或矢量的整体运算，减少和避免对矩阵元素的操 作。这称为矢量化编程。
2.数据的预定义
如果一段程序不能矢量化，可以预先对矢量或矩阵设定 初值，这样可以加快程序运行的效率。
while — end 循环 语法为：while 表达式 循环体 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，若不为真，则跳出循环体，向下继续执行。 ！While循环和for循环的区别在于，while循环结构的循环体被 执行的次数不是确定的，而for结构中循环体的执行次数是确 定的。
2 .函数文件的调用
调用格式 输出变量=函数文件名（输入变量P1，P2）
注意：参数要保持与函数文件相同的顺序，同时不能多于函数文 件中的参数数目
建立一个带参数c的三变量函数 ff =-x2+y2-z2+6+c %%program test2 function ff=test2(v,c) x=v(:,1); y=v(:,2); z=v(:,3); % x,y,z看成v的三个分量 ff=-x.^2+y.^2-z.^2+6+c; 调用格式test2(v,c) 如要计算 x=1,y=0.3,z=-2,c=-4 如要计算X=[1,3,6],Y=[2 2 7],Z=[3 1 8],c=3 >>test2([1,0.3,-2],-4) 7 8],3) >> test2([1 2 3;3 2 1;6
3.局部变量和全局变量
1）通常，程序中的变量均为局部变量，这些变量独 立于其他函数的局部变量和工作空间的变量。 2）如果几个函数文件要共用一个变量，则要在这些 函数文件中都定义这个变量是全局变量。
例：global A B C
％将A、B、C三个变量定义为全局变量
1.3.流程控制
matlab语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分 为顺序结构，循环结构，分支结构。 (1).顺序结构 —— 依次顺序执行程序的各条语句
1.3 Matlab编程
Matlab不仅是一个交互式计算工具，也是一种效率 极高的编程语言。 1.3.1 程序文件的编辑与调试
包含matlab语言代码的文件称
为M文件，其扩展名为.m。
用户如想灵活应用matlab去解
决实际问题，充分调用matlab的 科学技术资源，就需要编辑M文 件
1.编辑M文件