实验三MATLAB程序设计

2014秋2012级《MATLAB程序设计》实验报告班级：软件C121姓名：冯杨腾学号：125692实验三 MATLAB程序设计一、实验目的1、掌握建立和执行M文件的方法。

2、掌握选择结构、多分支选择结构程序的编程方法。

3、掌握多种循环结构程序的编程方法。

4、掌握定义函数文件和调用函数文件的方法。

二、实验内容1、MATLAB M文件的创建与使用。

(1)建立自己工作目录，如D:\MATLAB。

在File菜单中，单击Set Path菜单项，在弹出对话框中建立目标文件夹，：单击Add Folder按钮，将自己的工作目录D:\MATLAB添加到搜索目录之中，按Save按钮保存，如图1。

图1 工作目录设置(2)在M文件编辑器中编制命令行文件。

在File菜单中，单击New—>M-File，弹出M文件编辑器，如图2：图2 编辑器在编辑器中输入如下命令程序：%求小于2000且为2的整数次幂的正整数。

f(1)=2;k=1;while f(k)<1000f(k+1)=f(k)*2;k=k+1;endf,k调试后，将其以test1.m形式保存在D:\MATLAB中。

(3)命令行程序运行。

进入命令窗口，键入test1，观察运行结果：f =Columns 1 through 92 4 8 16 32 64 128 256512Column 101024k =10(4)按上述步骤，在在编辑器中输入如下函数文件：function f=tt(n)%求小于任何正整数且为2的整数次幂的正整数。

%c=n(n)%n 可取任意正整数。

%2004年8月。

f(1)=2; k=1;while f(k)<ceil(n/2) %ceil 函数取最近的正整数 f(k+1)=f(k)*2; k=k+1; end f调试后，将其以test2.m 形式保存在D:\MATLAB 中。

(5)进入命令窗口，键入test2(9)，观察程序运行结果。

>> test2(9) f =2 4 8 ans =2 4 82、编写一个函数M 文件，计算下面函数的值，给出标量x 的值，调用该函数后，返回y 的值。

sin ,(),036,3x x y x x x x x ≤⎧⎪=<≤⎨⎪-+>⎩选择一些数据测试编写的函数。

源程序 ：function [y]=myfun(x)if x<=0y=sin(x);elseif x>3y=-x+6;elsey=x;end运行结果：>> test(0)ans =>> test(2)ans =2>> test(5)ans =13、编写一个函数M文件，返回向量x中元素的和、平均值、最大值、最小值、均方根值。

其中方均根值(Root Mean Square)的计算公式为：rms=并用下面数据测试你写的函数：(1)x=sin(0:0.01:6*pi)(2)x=rand(1,200)，得到的x为200个(0,1)之间均匀分布的随机数。

源程序：function [sum_x,m_x,max_x,min_x,rsm_x] = myfun7(x)sum_x=0;a=x;for k=a;sum_x=sum_x+k;n=length(x);for i=1:nm_x=sum_x/n;endendmin_x=x(1);for t=1:nif min_x>x(t)min_x=x(t);endendmax_x=x(1);for t=1:nif max_x<x(t)max_x=x(t);endendsum_x1=0;for t=1:nsum_x1=sum_x1+x(t).^2; rms_x=sqrt(sum_x1/n); endsum_xm_xmax_xmin_xrms_x运行结果：(1)>> x=sin(0:0.01:6*pi); >> myfun7(x)sum_x =-2.1218e-004m_x =-1.1256e-007max_x =1.0000min_x =-1.0000rms_x =0.70712)>> x=rand(1,200);>> myfun7(x)sum_x = 99.5448 m_x =0.4977 max_x = 0.9961 min_x = 0.0046 rms_x = 0.57784、编写一个函数M 文件，若给出一个向量12[,,]n x x x x =，函数返回如下范德蒙矩阵。

122221211112111n nn n n n x x x x x x x x x ---⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦例如在命令窗口输入>>v =myvander([2 3 4 5])，得1111234549162582764125v ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，同时生成一些数据测函数。

源程序：function[v]=myvander(x) n=length(x); v=ones(n,n); for j=1:n for i=1:nv(i,j)=x(j)^(i-1); end end运行结果：x=([2 3 4 5]); >> test(x) ans =1 1 1 12345 4 9 16 25 8 27 64 125 >> x=([1 2 3 ]); >> test(x) ans =1 1 1 123 14 95、分别使用while 和for 编写命令文件，用循环语句编程计算s 值:10322()n s n n ==-∑同时对编写的文件设置断点，观察变量取值的变化情况。

（1）For 循环：function[]=test() s=0;for n=2:1:10s=s+(n^3-n^2); enddisp(s) end运行结果：>> test() 2640（2）While 循环：function[]=test() s=0; n=2;while n<=10s=s+(n^3-n^2); n=n+1; enddisp(s) end运行结果:>> test()26406、数论中一个有趣的题目：任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。

重复此过程，最终得到的结果为1。

如：2→13→10→5→16→8→4→2→16→3→10→5→16→8→4→2→1建立命令M文件，完成上述功能，要求显示数字处理过程。

源程序：function X = test()n=input('请输入一个正整数');X(1)=n;i=2;while n~=1if rem(n,2)==0n=n/2;elseif rem(n,2)==1n=n*3+1;endX(i)=n;i=i+1;endend运行结果：请输入一个正整数2ans =2 1请输入一个正整数3ans =3 10 5 16 84 2 1请输入一个正整数12ans =12 6 3 10 5 16 8 4 2 17、设计一个学生身高的管理系统，输出身高的基本分为5等：很高、较高、中等、较矮、矮，其中190cm以上为“很高”，[180cm,190cm)区间为“较高”，[170cm,180cm)为“中等”，[1160cm,170cm)为“较矮”，160cm以下为“矮”，要求分别用if 语句和switch语句实现（1）for语句：n=100;for i =1:na=input('请输入身高');if a >1.90disp('很高')elseif a>=1.80&&a<1.90disp('较高')elseif a>=1.70&&a<1.80disp('中等')elseif a>=1.60&&a<1.70disp('较矮')elseif a<1.60disp('矮')endend运行结果：请输入身高1.95很高请输入身高1.85较高请输入身高1.75中等请输入身高1.65较矮请输入身高1.55矮switch语句：x=input('身高为：');n=(x-100)/10;switch floor(n)case{10,9}disp('很高');case{8}disp('较高');case{7}disp('中等');case{6}disp('较矮');case{5,4,3,2,1,0}disp('矮')end运行结果：身高为：195很高身高为：185较高身高为：175中等身高为：165较矮身高为：155矮8、Fibonacci数组的元素满足Fibonacci规则：a k+2=a k+a k+1,（k=1，2，3，…）；且a1= a2=1。

请设计一段程序，求出该数组中第一个大于10000的元素要求显示的结果为：i=21a(i)=10946或者a(21)=10946源程序：a(1)=1;a(2)=1;i=2;while a(i)<=10000a(i+1)=a(i-1)+a(i);i=i+1;end;i,a(i)运行结果：i =21ans =10946源程序：n=100;a(1)=1;a(2)=1for i=3:na(i)=a(i-1)+a(i-2);if a(i)>=10000a(i),break;end;end;i运行结果：a =Columns 1 through 121 123 5 8 13 21 34 55 89 144Columns 13 through 21233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946ans =10946i =219、编写一个函数文件and.m，用于求两个输入矩阵的乘积和点乘，然后在命令行窗口中调用该函数，要求：(1)当两矩阵是尺寸相同的方阵时，返回它们的乘积和点乘。

(2)当两矩阵不是尺寸相同的方阵时，则根据它们的尺寸，分别进行乘积或点乘(3)当两矩阵的尺寸不能满足乘积或点乘的要求时，则提示“这两个矩阵不能乘”源程序：function [] = test(x,y)[m,n]=size(x);[i,j]=size(y);if m==n&&i==j&&m==iz1=x*y;z2=x.*y;disp(z1);disp(z2);elseif n==iz1=x*y;disp(z1);elseif m==i&&n==jz2=x.*y;disp(z2);elseif n~=idisp('这两个矩阵不能相乘');endend运行结果：1）>> x=[1 2 3; 4 5 6;7 8 9];>> y=[1 2 3; 4 5 6;7 8 9];>> test(x,y)30 36 4266 81 96102 126 1501 4 916 25 3649 64 812）>> y=[1 2 3; 4 5 6];>> x=[1 2 3; 4 5 6];>> test(x,y)1 4 916 25 363）>> x=[1 2 2; 2 3 3;3 4 4];>> y=[1 2 3; 4 5 6];>> test(x,y)这两个矩阵不能相乘10、编写一个阶乘函数factorial.m，然后在如下程序中调用该函数，“分别使用for和while语句找出最小的n值，使得n!>10100，并求出n!”（1）For语句：Function[]=factorial()n=1;s=1;for n=1:10000s=s*n;if(s>10100)break;enddisp(n);end运行结果：1234567（2）While语句：function[]=factorial()n=1;s=1;while s<=10100n=n+1;s=s*n;enddisp(n);end运行结果:>> factorial()811、下列程序用来判断一个人的体温是否处于危险状态。