Matlab 第五講I：編程基礎(chǔ)：腳本文件

數(shù)學(xué)軟件Matlab——編程基礎(chǔ)（腳本）1本講主要內(nèi)容M文件基本運算：算術(shù)、關(guān)系、邏輯簡單的輸入輸出控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)2Matlab

編程入門

Matlab

作為一種廣泛應(yīng)用于科學(xué)計算的工具軟件，不僅具有強大的數(shù)值計算能力和豐富的繪圖功能，同時也可以與C、FORTRAN等高級語言一樣進行程序設(shè)計利用Matlab

的程序控制功能，將相關(guān)Matlab

命令編成程序存儲在一個文件中（M文件），然后在命令窗口中運行該文件，Matlab

就會自動依次執(zhí)行文件中的命令，直到全部命令執(zhí)行完畢在Matlab

程序設(shè)計中，要充分利用Matlab

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點，提高編程效率

Matlab

編程簡介3用Matlab

語言編寫的程序稱為M文件

M文件以.m

為擴展名M文件是由若干Matlab

命令組合在一起構(gòu)成的，它可以完成某些操作，也可以實現(xiàn)某種算法

M文件分類（根據(jù)調(diào)用方式的不同）

Script：腳本文件/命令文件

Function：函數(shù)文件M文件

M文件介紹可以直接運行的M文件4

M文件的創(chuàng)建的與編輯

M文件是文本文件，可以用任何文本編輯器來建立和編輯，通常使用Matlab

自帶的M文件編輯器M文件新建一個M文件菜單操作(FileNewM-File

)命令操作(editM文件名)命令按鈕(快捷鍵)打開已有的M文件菜單操作

(FileOpen

)命令操作(editM文件名)命令按鈕

(快捷鍵)雙擊M文件5編程示例u=[0:pi/60:2*pi];v=[0:pi/60:pi];[U,V]=meshgrid(u,v);R=3;

X=R*sin(V).*cos(U);Y=R*sin(V).*sin(U);

Z=R*cos(V);

mesh(X,Y,Z);axisequal;編程方式：新建一個M文件

myprg1.m，內(nèi)容如下：例：用mesh繪制半徑為3

的球

命令行方式：>>

u=[0:pi/60:2*pi];>>

v=[0:pi/60:pi];>>

[U,V]=meshgrid(u,v);>>

R=3;>>

X=R*sin(V).*cos(U);>>

Y=R*sin(V).*sin(U);>>

Z=R*cos(V);

>>

mesh(X,Y,Z);>>

axisequal;在命令窗口輸入myprg1，即可執(zhí)行該M文件文件的命名規(guī)則與變量相同！6在命令窗口中輸入f2c，即可執(zhí)行該M文件例：編寫M文件，將華氏溫度轉(zhuǎn)化為攝氏溫度：編程示例clear;%清除當(dāng)前工作空間中的所有變量f=input('Pleaseinputf:');c=5*(f-32)/9;fprintf('c=%g\n',c);新建一個M文件

f2c.m，內(nèi)容如下：

M文件運行所產(chǎn)生的變量都駐留在Matlab

當(dāng)前工作空間百分號是注釋符

M文件必須在當(dāng)前工作目錄下才能運行7本講主要內(nèi)容

M文件基本運算：算術(shù)、關(guān)系、邏輯

簡單的輸入輸出

控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)8關(guān)系運算<小于<=小于等于>大于>=大于等于==等于~=不等于比較大小，如果結(jié)論是真則返回1，否則返回0注意=

=與=

的區(qū)別關(guān)系操作符可以比較兩個同樣大小的數(shù)組，或用來比較一個數(shù)組和一個標量，在后一種情況，標量和數(shù)組中的每一個元素相比較，比較結(jié)果與數(shù)組大小一樣關(guān)系運算符9例：關(guān)系運算舉例>>

2+2==4>>

2>3>>

A=[135;206];>>

B=[310;246];>>

A>=B>>

x=[50;42];>>

x<410&與(ElementwiseAND)|或(ElementwiseOR)~非xor(x,y)異或邏輯運算邏輯運算符&&與(Short-circuitAND)||或(Short-circuitOR)A

&

B

等價于and(A,B)A

|

B

等價于or(A,B)

~

A

等價于not(A)11運算對象與或非異或ABA&BA|B~AXor(A,B)000010010111100101111100邏輯運算表在Matlab

中，0表示“假”，非零表示“真”12all(x)

如果向量X

中所有元素都非零，則返回1，

否則返回0若x

為矩陣，則any

和all

按列運算，返回一個0-1向量邏輯運算邏輯運算函數(shù)：all、anyany(x)如果向量X

中存在非零元素，則返回1，

否則返回013isfinite(x)若x

為有限值，返回真值1isinf(x)若x

為無窮大，返回真值1isnan(x)若x

為不定值，返回真值1isreal(x)若x

無虛部，返回真值1isstr(x)若x

為一個字符串，返回真值1isempty(x)若x

為空，返回真值1一些測試函數(shù)>>

isfinite(5)>>

isinf(5)測試函數(shù)14括號冪，點冪正號，負號，邏輯非乘，除，點乘，點除加，減冒號運算關(guān)系運算&|&&||運算優(yōu)先級高低15本講主要內(nèi)容

M文件

基本運算：算術(shù)、關(guān)系、邏輯簡單的輸入輸出

控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)16例：A=input('PleaseinputA:')數(shù)據(jù)的輸入：inputA=input(提示信息)其中提示信息為字符串，該命令要求用戶輸入A

的值(可以是數(shù)或字符串)inputname=input('What''syourname?')例：

輸入字符串時必須帶單引號單引號的輸出：兩個連續(xù)的單引號17disp(X)輸出變量X

的值，X可以是數(shù)值矩陣或字符串一次只能輸出一個變量>>

B=[123;456;789];>>

disp(B)disp數(shù)據(jù)的輸出：disp>>

A='Hello,Tom!';>>

disp(A)例：18fprintffprintf(fid,format,variables)數(shù)據(jù)的格式化輸出：fprintf按指定的格式將變量的值輸出到屏幕或指定的文件

fid

為文件句柄，若缺省，則輸出到屏幕上

format

用來指定數(shù)據(jù)輸出時采用的格式，包含：

普通字符串、格式字符串、轉(zhuǎn)義字符%d(整數(shù)

)%e(實數(shù)：科學(xué)計數(shù)法形式

)%f(實數(shù)：小數(shù)形式)%g(由系統(tǒng)自動選取上述兩種格式之一)

%s(輸出字符串)

\n

(換行)

\t

(制表符)

\b

(退格)

\\

(反斜桿)

%%

(百分號)19fprintf>>

a='Hello';>>

b=2.4;>>

c=100*pi;>>

fprintf('a=%s,b=%f,c=%e\n',a,b,c)例：

format

中的格式字符串要與輸出變量一一對應(yīng)

可以沒有輸出變量>>

fprintf('

TodayisMonday\n')例：20本講主要內(nèi)容

M文件

基本運算：算術(shù)、關(guān)系、邏輯

簡單的輸入輸出控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)21程序控制結(jié)構(gòu)有三種：

順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)

任何復(fù)雜的程序都由這三種基本結(jié)構(gòu)組成M文件控制流按排列順序依次執(zhí)行各條語句，直到程序的最后這是最簡單的一種程序結(jié)構(gòu)，一般涉及數(shù)據(jù)的輸入輸出、數(shù)據(jù)的計算或處理等順序結(jié)構(gòu)22選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)給定的條件成立或不成立，分別執(zhí)行不同的語句選擇結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

if語句

switch語句23單分支結(jié)構(gòu)if條件表達式

語句組endif條件語句if條件表達式

語句組1else

語句組2end雙分支結(jié)構(gòu)24if條件表達式1

語句組1elseif

條件表達式2

語句組2......

elseif

條件表達式m

語句組melse

語句組end多分支結(jié)構(gòu)if條件語句25根據(jù)表達式的不同取值，分別執(zhí)行不同的語句switch表達式

case表達式1

語句組1case表達式2

語句組2......case表達式m

語句組motherwise

語句組endswitch語句先計算表達式的值，然后將它依次與各個case指令后表達式的值進行比較，當(dāng)比較結(jié)果為真時，就執(zhí)行相應(yīng)語句組，然后跳出switch結(jié)構(gòu)。

switch后面的表達式的值可以是一個標量或字符串。

otherwise指令可以不出現(xiàn)。如果所有的比較結(jié)果都為假，則執(zhí)行otherwise后面的語句組。26循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)根據(jù)給定的條件，重復(fù)執(zhí)行指定的語句循環(huán)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

for語句

while語句27for循環(huán)變量

=

取值列表

循環(huán)體end

取值列表

通常是一個向量將取值列表中的值依次賦給循環(huán)變量，直到全部取完，

循環(huán)結(jié)束for循環(huán)不要在循環(huán)體內(nèi)改變循環(huán)變量的值為了提高代碼的運行效率，應(yīng)盡可能提高代碼的向量化程度28for循環(huán)clear;y=0;n=100;fork=1:n

y=y+1/(2*k-1);end例：已知，當(dāng)n=100時，求y的值例：計算s=1+3+10-28+30+50-12-8clear;s=0;x=[1,3,10,-28,30,50,-12,-8];fork=x

s=s+k;end29循環(huán)語句可以嵌套使用如果預(yù)先知道循環(huán)的次數(shù)，可采用for循環(huán)；

如果預(yù)先無法確定循環(huán)次數(shù)，則可使用while循環(huán)。while循環(huán)while條件表達式

循環(huán)體end當(dāng)條件表達式的值為真（非0）時，執(zhí)行循環(huán)體語句數(shù)論中的一個有趣問題：3n+1

問題：任取一個正整數(shù)，如果是偶數(shù)，用2除，如果是奇數(shù)，用3乘再加1，反復(fù)這個過程，直到所得到的數(shù)為1。問：是否存在使該過程永不中止的整數(shù)？

(example01.m)例：30while

1

n=input('Pleaseentern(nonpositivequit):');

if

n<=0,

break;end

nt=n;%將n的初始值記錄下來

while

n>1

if

mod(n,2)==0

n=n/2;

else

n=3*n+1;

end

fprintf('n=%d\n',n);

end

fprintf('n=%disnotweneed!\n',nt);end編程示例31這個例子給出了計算eps

的一種方法。這里我們用大寫EPS，因此系統(tǒng)中eps

的值不會被覆蓋。當(dāng)EPS=eps

時，條件仍成立；而當(dāng)EPS=eps/2

時，條件為假，退出循環(huán)，所以最后應(yīng)有EPS=eps/2。k

用來記錄循環(huán)次數(shù)。計算Matlab

中eps

值(example02.m)while編程示例k=0;EPS=1;while(1+EPS)>1EPS=EPS/2;k=k+1;end例：32

break

和

continue

break

語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行，即跳出最內(nèi)層循環(huán)

continue

語句用于結(jié)束本次循環(huán)，進行下一次循環(huán)

break

和continue

一般與if

語句配合使用其它流控制語句

return

return

語句用于退出正在運行的腳本或函數(shù)，通常用在函數(shù)文件中33pause

暫停：pausepause或

pause(n)若想強行終止正常運行的程序，可以使用Ctrl+c其中n

是暫停的時間，以秒為單位若缺省，則將暫停程序，直到用戶按任意鍵后繼續(xù)

pauseoff

屏蔽程序中所有pause的作用

pauseon

打開pause的作用34首先由計算機隨機產(chǎn)生一個[1,100]之間的一個整數(shù)，然后由