第二讲 Matlab编程与作图

第二讲Matlab编程与作图

第一部分Matlab程序设计初步

Matlab除了指令行操作的直接交互外，作为一种高级应用软件还提供了自己的编程语言。通过编写Matlab程序，可以更加方便地调用Matlab提供的各种功能强大的函数库，使得程序能完成复杂的运算处理大量的数值数据。

1、M文件简介

Matlab提供了丰富的编程语言，使得用户可以将一连串的命令写入文件，然后使用简单的函数来执行这些命令。文件被保存为文本文件，后缀为.m，比如说dblquad.m，因此Matlab的程序通常被称为M 文件。

M文件是一个文本文件，可以使用各种文本编辑器对它进行编辑和修改，比如Windows操作系统自带的记事本，也可以用Matlab 内建的M文件编辑器。

M文件分为两类，一类称为脚本（Scripts），类似于批处理文件，相当于将在Matlab命令窗口中执行的一系列指令放在一个文件中，当在命令窗口调用该文件名时，则按顺序执行其中的命令集。

例：编写求10！的程序。

另一类M文件称为函数（Function），它可以接受输入变量，并将运算结果送至输出变量，类似于数学中的函数y=f(x)。

函数M文件的基本结构：

function f=fact(n) 函数定义行

%Compute a factorial value.

%FACT(N) returns the factorial of N, 帮助文档%usually denoted by N!

%Put simply,FACT(N) is PROD(1:N), 注释

f=prod(1:n); 函数体2、运算符

关系运算符：<, <=, >, >=, = =, ~=

逻辑运算符：与（&），或（|），非（~）

例：编写分段函数

21

() 1 -1<1

321

x x

f x x

x x

⎧>

⎪

=≤

⎨

⎪+≤-

⎩

%myfun1.m

function y=myfun1(x)

y=(x.^2).*(x>1)+(x>-1& x<=1)+(3+2*x).*(x<=-1);

注意：1.函数名与变量名的命名法则相同，要求以字母开头，后接字母或下划线；2.函数名与保存的文件名最好一致。

3、控制流

所有的计算机编程语言都提供了控制程序流执行程序的语法，Matlab也不例外。所有的控制流语法都以end 结尾。

⑴for 循环语句

语法：for 循环变量=数组

指令组；

end

解释：对于循环变量依次取数组中的值，循环执行指令组直到循环变量遍历数组。数组最常用的形式是初值：步长：终值。 例：构造Hibert 矩阵 ⑵while 循环 语法：while 条件式 指令组； end

解释：当条件式满足，循环执行指令组直到条件式不满足。

使用while 语句要注意避免出现死循环。 例：利用迭代公式11()2k k k

a x x x +=+

精度。[Sqrt.m] ⑶分支语句

语法：if 条件表达式1 指令组1； [ elseif 条件表达式2 指令组2；] [·······] [ else 指令组k;] end

解释：如果条件表达式1满足，则执行指令组1，且结束该语句；否

则检查条件表达式2，若满足则执行指令组2，且结束该语句；······；若所有的条件都不满足，则执行指令组k，并结束该语句。

例：用条件语句编写分段函数[myfun2.m]

⑷开关语句

语法：switch 分支变量

case 值1

指令组1；

case 值2

指令组2；

··········

otherwise

指令组k;

end

解释:若分支变量的值取值1，则执行指令组1，且结束该语句，若分支变量的值取值2，则执行指令组2，且结束该语句，······若分支变量不取所列出的值，则执行指令组k。

例：关于switch 和input 的用法。[useswitch.m]

⑸其它常用指令

●input指令提示用户从键盘输入数值、字符串或表达式，并接收该输入，语法为：

user_entry=input(‘message’)

user_entry=input(‘message’,’s’)

●pause 指令使程序运行暂停，语法为

pause:暂停执行程序，等待用户按任意键继续。

pause(n):使程序暂停n秒后继续执行。

例：for n=1:4

x=-1:0.1:1;y=x.^n;plot(x,y)

pause

end

●return 指令结束return 指令所在函数的执行，返回到主调函数或者命令窗口。

●break 指令中断执行，用在循环语句内表示跳出循环。

●error（’message’）显示出错信息，终止程序执行。

例：编写用区间迭代法求函数零点的程序。[intfzero.m]

4、其它一些有用的函数

●fcnchk 函数验证函数

f=fcnchk(fun),fun可以是由字符串表示的函数表达式，（这时返回一个inline函数），也可以是函数句柄，或是函数名字符串。

f=fcnchk(fun，‘vectorized’),生成向量化函数，例如用.*代替* 举例将intfzero.m 文件中的语句f=inline(fun);换成

f=fcnchk(fun);

●nargin ,nargout 函数中输入参数或输出参数的个数。

●% 注释语句

●find 寻找数组中非零元素对应的下标。