第四章matlab程序设计

第四章 Matlab 程序设计
m文件的建立 命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令edit 菜单操作
第四章 Matlab 程序设计
1 脚本文件 脚本文件既不接受输入参数也不返回输出参数，脚 本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。
脚本文件包括两部分：注释部分和程序部分
end
break end n
第四章 Matlab 程序设计
1 文件的打开与关闭
(1) 文件的打开
格式
说明：
fid= fopen(文件名，打开方式)
1. 其中文件名用字符串形式，表示待打开的文件。
2. 常见的打开方式有：′r′表示对打开的文件读数据；′r+′表示读写；′w′删除已 经存在的文件内容或建立一个新文件，并打开文件写；′w+′删除已经存在的
第四章 Matlab 程序设计
(2)文本文件的读写操作 读文本文件 格式 A= fscanf (fid, format) [A,COUNT]= fscanf (fid, format, size) 说明： 1. A用以存放读取的数据。
2. COUNT返回所读取的数据元素个数。fid为文件句柄。
3. format用以控制读取的数据格式，由%加上格式符组成，常 见的格式符有%d，%f，%e，%c，%s等。 4. size为可选项，决定矩阵A中数据的排列形式。
函数文件是指能够接受并输出参数的m文件。 函数文件的格式： function 输出形参表=函数名（输入形参表） 注释说明语句段 程序语句段
说明： 1. 函数m文件第一行必须以单词function作为引导词。 2. 函数文件的文件命名规则与变量相同，且必须是函数名 .m。 3. 当输出形参多于一个时，须用方括号括起来，以矩阵形式表示。 4. 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。
文件内容或建立一个新文件，读写；′a′表示在打开的文件末尾添加数据。
3. fid用于存储文件句柄值，句柄值用来标识该数据文件，其它函数可以利用 它对该数据文件进行操作。
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(2)文件的关闭
格式
sta=fclose(fid)
说明：
该函数关闭fid所表示的文件。sta表示关闭文件操 作的返回代码，若关闭成功，返回0，否则返回–1。
第四章 Matlab 程序设计
2 m文件模式 m文件是matlab所特有的使用该语言编写的磁盘文 件。 将matlab语句构成的程序存储成以m为扩展名的文 件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文 件模式。
程序文件不能在指令窗口下建立，因为指令窗口只允 许一次执行一行上的一个或ห้องสมุดไป่ตู้个语句。
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plot(t,y(:,2)) fwrite(fid1,y,′float′) fclose(fid1) save example.dat y -ASCII
第四章 Matlab 程序设计
例4.2 求圆的周长和面积
peri_area.m
function [l s]=peri_area(r) %计算圆的周长和面积 l=2*pi*r; %周长 s=pi*r.^2; %面积
只有一句注释时
有多句注释时
第四章 Matlab 程序设计
4.2 Matlab的程序结构
m文件有两类 1.脚本文件(Script File) : 独立的m文件 2.函数文件(Function File): 可调用的m文件
脚本文件是一串matlab命令的集合，完成制定的功能，变量空间是 workspace； 函数文件是一个黑箱，根据输入作出输出，变量空间是独立的函数变量空间， 在函数运行完成后关闭。
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(2) 数据的输出 disp 函数
调用格式
disp(输出项）
说明： 1. 输出项可以是变量或字符串。 2. 输出变量时，不显示变量名。
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sprintf 函数：字符串格式化命令 主要功能是把格式化的数据写入某个字符串中
调用格式
S=sprintf(格式，输出项）
例4.1 绘制sin(x)*cos(x)图形
a.m
%绘制sin(x)*cos(x)图形 x=0:0.1:4*pi; y=sin(x).*cos(x); plot(x,y)
%注释部分，用以说明函数的作用及 有关内容，使用help命令时显示。只 显示程序中的第一句注释语
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2 函数文件
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。
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例4.4 求[100，200]之间第一个能被21整除的整数。 %计算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 %rem(x,y) :计算x./y的余数
说明： 1. 输出格式控制同c语言 2. 输出项可以是变量或表达式
x=pi;m=2； sprintf('x1=%f x2=%4.3f\n x3=%10.9f', (1+sqrt(5))/2,x,pi) sprintf(‘%d’,round(x)) %舍为最接近的整数 sprintf('%s','hello') S=sprintf('The array is %dx%d.',m,3) ; disp(S)
第四章 Matlab 程序设计
写文本文件
格式
COUNT= fprintf(fid, format, A)
说明：
1. A存放要写入文件的数据。
2. 先按format指定的格式将数据矩阵A格式化，然后写入 到fid所指定的文件。格式符与fscanf函数相同。
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例4.5 文件的操作
第四章 Matlab 程序设计
3 循环结构
(1) for语句
格式
for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3 循环体语句 end 说明： 1. 表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为步长，表 达式3的值为循环变量的终值。 2. 步长为1时，表达式2可以省略。
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格式 [A,COUNT]=fread(fid,size, precision)
第四章 Matlab 程序设计
写二进制文件
格式
COUNT=fwrite (fid, A, precision)
说明： 1. COUNT返回所写的数据元素个数。 2. fid为文件句柄。 3. A用来存放写入文件的数据，
4. precision用于控制所写数据的类型，其形式与fread函数相同。
第四章 Matlab 程序设计
2 文件的读写操作
文件数据格式有两种形式，一是二进制文件，二是文本文件。对不 同类型的文件读写是不同的。
(1)二进制文件的读写操作
读二进制文件 说明：
1. A用于存放读取的数据。
2. COUNT返回所读取的数据元素个数 3. fid为文件句柄 4. precision代表读写数据的类型：′int′ ′float′ ′char′等 5. size为可选项，若不选用则读取整个文件内容，若选用则它的值可以是下列 值： (1) N表示读取 N个元素到一个列向量。 (2) [M,N]表示读数据到M×N的矩阵中，数据按列存放。
格式
b 双分支if语句：
格式
if 条件 语句组 end
if 条件 语句组1 else 语句组2 end
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2 选择结构
(1) if语句 c 多分支if语句
格式
if 条件1 语句组1 elseif 条件2 语句组2 …… elseif 条件m 语句组m else 语句组n end
(2) while语句
格式 while (条件) 循环体语句 end
说明： 若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断 条件是否成立，如果不成立则跳出循环。
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(3) break和continue语句 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：
第四章 Matlab 程序设计
(3) 程序的暂停 pause 函数
调用格式
pause(延迟秒数)
说明： 1. 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。 2. 若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。
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2 选择结构
(1) if语句 a 单分支if语句：
clear x=0:0.1:2*pi; fid=fopen(′example.mat′,′wb+′) count=fwrite(fid,x,′float′) fclose(fid) fid1=fopen(′example.mat′,′rb+′) t=fread(fid1,′float′);
y=[t,sin(t)];
第四章 Matlab 程序设计
例4.3 求一元二次方程ax^2 +bx+c=0的根。 %解一元二次方程 %a b c方程系数 %x1 x2为方程的根 disp('pls input a b c') a=input('a='); b=input('b='); c=input('c='); d=b*b-4*a*c; x1=(-b+sqrt(d))/(2*a); x2=(-b-sqrt(d))/(2*a); disp('x1 x2 is') disp([x1,x2]) disp(sprintf('x1=%8.5f\nx2=%8.5f',x1,x2))
matlab的程序结构与c语言相似，主要有以下三 种基本结构 1.顺序结构 2.选择结构
3.循环结构
第四章 Matlab 程序设计
1 顺序结构
(1) 数据的输入 input 函数
调用格式
a=input(′提示信息′, ′选项′)
说明：选项用于控制输入数据格式，′s′允许输入字符串。 除了字符串输入需加‘s’，其余一概不需要加
4.1 M文件
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。 m文件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的记事本和word等。常用 且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。
第四章 Matlab 程序设计
(3) try语句
try 语句组1 catch 语句组2 end
说明： try语句先试探性执行语 句组1，如果语句组1在执行
过程中出现错误，则将错误
信息赋给保留的lasterr变量， 并转去执行语句组2。
第四章 Matlab 程序设计
test.m A=[1,2,3;4,5,6]; B=[7,8,9;10,11,12]; try C=A*B; catch C=A.*B; end C erro=lasterr%显示出错原因
第四章 Matlab 程序设计
主要内容：
4.1 4.2 4.3 4.4 M文件 Matlab的程序结构 Matlab文件操作 Matlab程序设计
第四章 Matlab 程序设计
matlab的工作模式
指令驱动模式 通常matlab以指令驱动模式工作，即在matlab 窗 口下当用户输入单行指令时，matlab 立即处理这条指 令，并显示结果，这就是matlab命令行模式。 命令行模式操作时，matlab窗口只允许一次执行一 行上的一个或几个语句。 1 在matlab窗口输入数据和命令进行计算时，当处理 复杂问题和大量数据时是不方便的。 命令行方式程序可读性差，而且不能存储，对于复杂 的问题，应编写成能存储的程序文件。
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(2) switch语句 switch 表达式 case 表达式1 语句组1 case 表达式2 语句组2 …… case 表达式m 语句组m otherwise 语句组n end
说明： 1. 当表达式的值等于表达式1的值 时，执行语句组1。 2. 当表达式的值等于表达式m的值 时，执行语句组m。 3. 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。 4. 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。