matlab m文件与程序设计2012.ppt

1、M文件与程序设计,2,2020/8/6,用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。 M文件有两种形式 ： 脚本文件（Script File） 函数文件（Function File ） 这两种文件的扩展名，均为“ . m” 。,1. M文件,3,2020/8/6,脚本文件和函数文件,1、 M脚本文件（Script File） 实际上是一串MATLAB指令集合。,对于比较简单的问题 ，在命令窗口中直接输入指令 。,对于复杂计算，采用脚本文件（Script file）最为合适 。,MATLAB只是按文件所写的指令执行。 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。 没有输入参数，也不返回

2、输出参数。,4,2020/8/6,例：建立一个脚本文件（命令文件）将a,b的值互换，然后运行该m文件。,1、 新建m文件，并以m1.m保存 clear a=1,2,3, b=4,5,6 c=a; a=b; b=c; a b 2、在MATLAB的命令窗口中输入m1，将会执行该命令文件。,5,2020/8/6,M脚本文件的特点：,脚本文件的构成比较简单，只是一串按用户意图排列而成的（包括控制流向指令在内的）MATLAB指令集。,脚本文件运行后 ，所产生的变量都驻留在 MATLAB基本工作空间（Base workspace）中。只要用户不使用清除指令（clear）， MATLAB指令窗不关闭，这些变

3、量将一直保存在基本工作空间中。,6,2020/8/6,2、M函数文件（Function File ）,与脚本文件不同 ，函数文件犹如一个“黑箱”，把一些数据送进并经加工处理，再把结果送出来。,MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的,例如 inv, abs和 sqrt Y=abs(X),用户可以根据需要编辑自己的m函数，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。 可以输入参数，也可返回输出参数,7,2020/8/6,例：编写一个函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐 标(r,)之间的转换。,function r,theta = tran(x,y) r =

4、sqrt(x*x+y*y); theta =atan(y/x);,调用 tran函数 x0=3;y0=4; r,t=tran(x0,y0),tran.m,8,2020/8/6,M函数文件的特点：,从形式上看 ，与脚本文件不同 ，函数文件的笫一行 总是以 “function”引导的“函数申明行”。,从运行上看 ，与脚本文件运行不同 ，M函数中使用 的变量都是局部变量，即在该函数返回之后，这些变 量会自动在MATLAB的工作空间中清除掉。,9,2020/8/6,m函数文件必须由function作为引导词，必须遵循如下形式： function 输出形参表 = 函数名(输入形参表) %注释说明部分 函

5、数体,1）m函数文件格式,10,2020/8/6,例：编写函数，求半径为r的圆的面积和周长 fcircle.m文件代码如下： function s, p= fcircle (r) % CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle % of radial r s=pi*r*r; p=2*pi*r;,11,2020/8/6,规则和属性 1.函数名和文件名必须相同。 2. 函数可以有零个或更多个输入参量，也可以有零个或更多个输出参量。当有一个以上输出变量时，输出变量包含在括号内。例如， V,D=eig(A) 3.函数中的变量均为局部变量，不保

6、存在工作空间中。其变量只在函数运行期间有效。函数内变量与MATLAB工作空间之间唯一的联系是函数的参数。,12,2020/8/6,2）函数调用,函数调用的一般格式是： 输出实参表=函数名(输入实参表）,函数定义： function s, p= fcircle (r) % CIRCLE calculate the area and perimeter of a % circle of radial r s=pi*r*r; p=2*pi*r;,函数调用 area, l=fcircle(1),13,2020/8/6,函数调用可以嵌套，一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自己 （递归调用）。,14,2

7、020/8/6,3）局部变量和全局变量,局部（Local）变量：它存在于函数空间内部的中间变量，产生于该函数的运行过程中，其影响范围也仅限于该函数本身 。,全局（Global）变量：通过 global 指令，MATLAB也允许几个不同的函数空间以及基本工作空间共享同一个变量，这种被共享的变量称为全局变量。,全局变量用global命令定义，格式为： global 变量名,15,2020/8/6,【例】 全局变量应用示例,先建立函数文件wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。 function f=wadd(x,y) %add two variable global ALPHA BETA f=A

8、LPHA*x+BETA*y;,在命令窗口中输入： global ALPHA BETA ALPHA=1; BETA=2; s=wadd(1,2) 输出为： s = 5,全局变量的作用域是整个MATLAB工作空间， 所有的函数都可以对它进行存取和修改。因此， 定义全局变量是函数间传递信息的一种手段。,16,2020/8/6,4 ）函数所传递参数的可调性,MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处： 函数所传递参数数目的可调性。 凭借这一点，一个函数可完成多种功能。 linspace(d1,d2,n) linspace(d1,d2) E = EIG(X) V,D = EIG(X) 两个特殊变量 na

9、rgin 所用函数的输入参量个数 nargout 所用函数的输出参量个数,17,2020/8/6,【例】 nargin用法示例,函数文件examp.m： function f=examp(a,b,c) if nargin=1 f=a; elseif nargin=2 f=a+b; elseif nargin=3 f=(a*b*c)/2; end,命令文件mydemo.m： x=1:3;y=1;2;3; examp(x) examp(x,y) examp(x,y,3),执行mydemo.m后的输出是： ans = 1 2 3 ans = 2 4 6 ans = 21,18,2020/8/6,在调

10、用函数时，MATLAB用两个永久变量 nargin和nargout. 分别记录调用该函数时的输入 实参和输出实参的个数。只要在函数文件中包含 这两个变量，就可以准确地知道该函数文件被调 用时的输入输出参数个数，从而决定函数如何进 行处理。,19,2020/8/6,input函数：用于向计算机输入一个参数。 调用格式： A=input(提示信息，选项)； a=input(a=); xm=input(Whats your name:,s),1数据的输入输出,2、 程序设计,20,2020/8/6,【例】 求一元二次方程a2 +bx+c=0的根。,a=input(a=?); b=input(b=?)

11、; c=input(c=?); d=b*b-4*a*c; x=(-b+sqrt(d)/(2*a),(-b-sqrt(d)/(2*a) 将该程序以aa.m文件存盘，然后运行aa.m文件。,21,2020/8/6,pause函数：暂停程序的执行。 调用格式： pause(延迟秒数) 注：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。,disp函数：命令窗口输出函数。 调用格式： disp(输出项) 注：输出项为字符串或矩阵。 例如：A=Hello,MATLAB; disp(A) 输出为： Hello,MATLAB,22,2020/8/6,（一）选择结构,选择结

12、构的语句有if语句和switch语句。 1 if语句 格式一： if 条件 语句组 end,格式二： if 条件 语句组1 else 语句组2 end,23,2020/8/6,格式三： 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m+1 end,常见错误分析,24,2020/8/6,2. switch语句,switch语句根据变量或表达式的取值不同，分别 执行不同的语句。其格式为： switch 表达式 case 值1 语句组1 case 值2 语句组2 case 值m 语句组m otherwise 语句组m+1 end,25,202

13、0/8/6,例：键盘输入两个大小不等的数a, b。比较并显示它们的大小关系。,a=input(a=); b=input(b=); if ab disp(a b); else disp(ab); end,26,2020/8/6,程序段：,n=input(please input a number:); if n 0 disp (Input must be positive); elseif rem(n,2) = 0 a = n/2 else a = (n+1)/2 end,27,2020/8/6,switch num case -1 disp(child); case 0 disp(the yo

14、ung); case 1 disp(adult); otherwise disp(the old); end,例：根据变量 num 的值来决定显示的内容。,28,2020/8/6,在条件表达式中，通常都是由 关系操作符 , =, = =, = 等 逻辑操作符 for n = 2:6 x(n) = 2 * x(n - 1); end,x = 1 2 4 8 16 32,例：for语句构成的程序段,32,2020/8/6,例：利用for循环求1！+2！+3！+ +5！的值 sum=0; for i=1:5 sum=sum+prod(1:i); end sum,33,2020/8/6,例：求向量x的

15、各元素的平方和 x = input (x=); s=0; for i=1:length(x) s=s+x(i)2; end s,34,2020/8/6,for 循环变量 = 矩阵表达式 a= 1 2 3 ; 5 6 7 ; 9 10 11 执行过程是依次将矩阵 的各列元素赋给循环变量,for i=a y=i(1)+i(2)+i(3); end,y = 15 y = 18 y = 21,35,2020/8/6,For example, this while loop finds the first integer n for which n! (n factorial) is a 5-digit number. n = 1; while prod(1:n) 1e5 n = n + 1; end break continue,36,2020/8/6,3 循环的嵌套,如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套,37,2020/8/6,例： 写出下列程序的输出结果: s=0; a=2,3,4; 5,6,7; 8,9,0; 1