1、;.桂林電子科技大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告院（系） 數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)號(hào)姓名成績(jī)課程數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)三MATLAB的程序設(shè)計(jì)名稱名稱一 ，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握建立與編輯函數(shù)文件和腳本文件的方法；2.掌握 MATLAB 編程語言的基本控制語句；3.掌握 MATLAB 程序的調(diào)試。二，實(shí)驗(yàn)原理MATLAB 有三種基本程序結(jié)構(gòu)：順序、選擇和循環(huán)。主要的語句有if 語句、 switch 語句、 for循環(huán)語句和 while 循環(huán)。1.選擇結(jié)構(gòu)(1) if 語句：if 條件表達(dá)式執(zhí)行語句elseif 條件表達(dá)式執(zhí)行語句end(2) switch 語句switch 表達(dá)式case 表達(dá)式執(zhí)行語句

2、case 表達(dá)式執(zhí)行語句.otherwise執(zhí)行語句end2. 循環(huán)結(jié)構(gòu)(1) for 循環(huán)for循環(huán)變量= 表達(dá)式執(zhí)行語句end其中表達(dá)式是一個(gè)矩陣，矩陣的列被一個(gè)一個(gè)的賦給循環(huán)變量，然后執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)的語句。(2) while 循環(huán)while條件表達(dá)式;.'.執(zhí)行語句End3. 其它流程控制函數(shù)continue ： continue語句通常用在循環(huán)控制中，包括for 循環(huán)和while循環(huán)，用于結(jié)束當(dāng)次循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)，但是不結(jié)束當(dāng)前循環(huán)。一般continue語句與if 語句相結(jié)合，當(dāng)滿足一定的條件時(shí)，執(zhí)行continue語句。break：與 continue 相同的是， br

3、eak 函數(shù)也是用于循環(huán)控制， 中斷當(dāng)前循環(huán)。 與 continue 不同， break 跳出當(dāng)前循環(huán)，不再執(zhí)行該循環(huán)的任何操作。return ：結(jié)束該程序的執(zhí)行，返回到調(diào)用函數(shù)或者鍵盤。4. 創(chuàng)建M文件M 文件以.m 為擴(kuò)展名，它有兩種形式：腳本文件和函數(shù)文件。(1) 腳本文件的創(chuàng)建進(jìn)入 MATLAB 命令窗口后， 選擇 “ File”下拉菜單中的 “new ”選擇“ M-file ”，或在 MATLAB命令窗口輸入“edit M 文件名”，或點(diǎn)擊工具欄中的“新建”按鈕。在M 文件編輯窗口中，寫入符合語法規(guī)則的。編寫完命令文件后，選擇“file ”下拉式菜單中的“save”項(xiàng)，然后依提示輸入

4、一個(gè)文件名。至此，完成了腳本文件的創(chuàng)建。(2) 函數(shù)文件的創(chuàng)建函數(shù)文件的創(chuàng)建與腳本文件的創(chuàng)建方法完全一樣，只是在函數(shù)文件的第一句可執(zhí)行語句必須是 function 引導(dǎo)的定義語句，并且輸入文件名時(shí)要與定義語句中的函數(shù)名相同。(3) 腳本文件與函數(shù)文件的調(diào)用創(chuàng)建了腳本文件后，只在命令窗口鍵入腳本文件名，再按回車鍵，就可以執(zhí)行腳本文件中所包含的所有命令。函數(shù)文件一旦創(chuàng)建，就可以與其它的MATLAB函數(shù)一樣調(diào)用了。5. 程序的調(diào)試在程序調(diào)試時(shí)，程序運(yùn)行中變量的值為一個(gè)重要的線索。因此，查看變量值為程序調(diào)試的重要線索，由于在函數(shù)調(diào)用時(shí)只返回最后的輸出參數(shù)，而不返回中間變量，因此，可以選擇下面的方法查看

5、程序運(yùn)行中的變量值。（ 1）通過分析后，將可能出錯(cuò)的語句后面的分號(hào)（ ;）刪除，將結(jié)果顯示在命令窗口中，與預(yù)期值進(jìn)行比較；（ 2）利用函數(shù) disp 顯示中間變量的值；（ 3）在程序中的適當(dāng)位置添加 keyboard 指令。當(dāng) MATLAB 執(zhí)行至此處時(shí)將暫停，等待用戶反應(yīng)。當(dāng)程序運(yùn)行至此時(shí)將暫停， 在命令窗口中顯示 k>>提示符，用戶可以查看工作區(qū)中的變量，可以改變變量的值。輸入return 指定返回程序，繼續(xù)運(yùn)行。（ 4）在調(diào)試一個(gè)單獨(dú)的函數(shù)時(shí)，可以將函數(shù)改寫為腳本文件，此時(shí)可以直接對(duì)輸入?yún)?shù)賦值，然后以腳本方式運(yùn)行該 M 文件，這樣可以保存中間變量，在運(yùn)行完成后，可以查看中間

6、變量的值，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，查找錯(cuò)誤所在。;.'.三，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 分別用腳本文件和函數(shù)文件實(shí)現(xiàn)以下功能：輸入?yún)?shù) a,b,c ，畫出函數(shù)yax2bxc 的圖像；x1,x02.編 程 實(shí) 現(xiàn) ：輸 入 x 的 值 ，計(jì) 算 函 數(shù) f ( x) 的函 數(shù) 值 ， 其 中 f (x)1,1x1 ， 并 計(jì)算x2 , x1f ( 0.7), f (0.5), f (1.5)3. 編寫一個(gè)函數(shù)mylog(n,x) 來計(jì)算實(shí)數(shù)x 的對(duì)數(shù)，其中，當(dāng)n 取 10，計(jì)算以10 為底的對(duì)數(shù)；當(dāng)n取 2 時(shí)，計(jì)算以2 為底的對(duì)數(shù)，當(dāng)n 取 3 時(shí)，計(jì)算以自然底數(shù)為底的對(duì)數(shù)，當(dāng)n 取其它數(shù)時(shí)候，用換底公式進(jìn)

7、行計(jì)算。4. 編程實(shí)現(xiàn)求和： s(n)1234.(1)n 1 ns(n)1111.(1)n 1 1234n5. 計(jì)算和式 S(n)1!2!.n! ，當(dāng)和大于1000 時(shí)，退出；6. 計(jì)算組合數(shù) Cnkn!k)!n Cnk 11 ，用遞歸實(shí)現(xiàn)；k!( nk7, 計(jì)算以下和式，并估計(jì)其求和公式以及驗(yàn)證：nS(n)k 1 23.nk1nk2122232n2S(n).k1nk3132333n3S(n).k18，估計(jì)以下級(jí)數(shù)的和，并編程驗(yàn)證。1111.1.S2!3!n!k 1 k ! 1!S11111.k 1 k(k 1)1 2 2 3 3 4n (n 1);.'.S( 1)k 11111. (

8、 1)k 1.k 12k 13572k 19，畫一個(gè)國(guó)際象棋的棋盤；10，給 N 個(gè)人編上號(hào)： 1,2,3,., N ，按順序圍成一個(gè)圈坐好，從1號(hào)開始報(bào)數(shù)，報(bào)到 M ( M N )的人退出，下一個(gè)人再從1開始往下報(bào)數(shù)，重復(fù)這個(gè)過程，請(qǐng)問最后剩下的那個(gè)人的號(hào)數(shù)是多少？請(qǐng)編程實(shí)現(xiàn)，并取N10, M3 進(jìn)行驗(yàn)證；11，求出 1 N 之間的所有素?cái)?shù)；12，求出所有的水仙花數(shù)（所謂水仙花數(shù)，是滿足以下條件的三位數(shù)：各位數(shù)的立方之和等于它本身，例如，135333153 ）；13，將一個(gè)正整數(shù)進(jìn)行質(zhì)因數(shù)分解，例如：902*3*3*5；14，求兩個(gè)正整數(shù)m, n 的最小公倍數(shù)和最大公因數(shù)；15，有一個(gè)已排好

9、序的數(shù)組，現(xiàn)在輸入一個(gè)數(shù)，請(qǐng)按照原來的規(guī)律將此數(shù)插入到數(shù)組中；16，將一個(gè)數(shù)組逆序輸出；四，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析或總結(jié)1. 分別用腳本文件和函數(shù)文件實(shí)現(xiàn)以下功能：輸入?yún)?shù) a,b,c ，畫出函數(shù)yax2bxc 的圖像；（ 1） M 腳本文件：a=input('a=');b=input('b=');c=input('c=');x=-5:5/1000:5;y=a.*x.2+b.*x+c;plot(x,y)結(jié)果輸入：>> lx11a=1b=1c=1>>.'.圖像：（ 2） M 函數(shù)文件：function lx12(a,b,c)x

10、=-5:5/1000:5;y=a.*x.2+b.*x+c;plot(x,y)運(yùn)行函數(shù)：lx12(1,1,1)圖像：x1,x02.編 程 實(shí) 現(xiàn)： 輸 入 x 的 值 ，計(jì) 算 函 數(shù) f ( x) 的函 數(shù) 值 ， 其 中 f (x)1,1x1 ， 并 計(jì)算x2 , x1f ( 0.7), f (0.5), f (1.5)M 函數(shù)文件：;.'.function y =f(x)if x<0y=x+1;elseif x<1y=1;else y=x2end結(jié)果：>> f(-0.7)ans =0.3000>> f(0.5)ans =1>> f(1

11、.5)y =2.2500ans =2.25003. 編寫一個(gè)函數(shù)mylog(n,x) 來計(jì)算實(shí)數(shù)x 的對(duì)數(shù)，其中，當(dāng)n 取 10，計(jì)算以10 為底的對(duì)數(shù)；當(dāng)n取 2 時(shí)，計(jì)算以2 為底的對(duì)數(shù)，當(dāng)n 取 3 時(shí)，計(jì)算以自然底數(shù)為底的對(duì)數(shù)，當(dāng)n 取其它數(shù)時(shí)候，用換底公式進(jìn)行計(jì)算。M 函數(shù)文件function y = mylog(n,x)if n=10y=log10(x);elseif n=2y=log2(x);elseif n=3y=log(x);elsey=log(x)/log(n);end結(jié)果：>> mylog(10,5) ans =0.6990>> mylog(2,5

12、) ans =2.3219>> mylog(4,6);.'.ans =1.29254. 編程實(shí)現(xiàn)求和： s(n)1234 .(1)n 1 ns(n)1111.(1)n 1 1234n(1)M 函數(shù)文件 :functionY=s(n)Y=0;for i=1:nY=Y+(-1)(i+1)*i;end結(jié)果測(cè)試 :> s(4)ans =-2(2)functionY=s(n)Y=0;for i=1:nY=Y+(-1)(i+1)*(1/i);end結(jié)果測(cè)試 :>> s(4)ans =0.58335. 計(jì)算和式 S(n) 1! 2!.n! ，當(dāng)和大于1000 時(shí)，退出；

13、functionY=s(n)Y=0;a=1;for i=1:na=a*i;Y=Y+a;if Y>1000disp('S(n)>1000,í ?3?-? ·' )break ;endend程序測(cè)試 :>> s(5)ans =153>> s(100);.'.S(n)>1000, 退出循環(huán)ans =59136. 計(jì)算組合數(shù) Cnkn!n Cnk11 ，用遞歸實(shí)現(xiàn)；k !(n k )!kM 函數(shù)文件 :functionY = c(k,n)if k<0 | n<0error('k or n is s

14、maller than 0,put in again !');return;elseifk>nerror('k>n,put in again!');endif k=0Y=1;elseifk=1&&n=1Y=1;elseifk<=nY=(n/k)*c(k-1,n-1);end程序測(cè)試 :>> c(0,0)ans =1>> c(0,1)ans =1>> c(3,4)ans =47, 計(jì)算以下和式，并估計(jì)其求和公式以及驗(yàn)證：nS(n)k 123.nk1functionY=s(n)Y=0;fork=1:nY=

15、Y+k;end測(cè)試 :>> s(3)ans =6;.'.nk2122232n2S(n).k1functionY=s(n)Y=0;for k=1:nY=Y+k2;end測(cè)試 :>> s(3)ans =14nk3132333n3S(n).k1functionY=s(n)Y=0;fork=1:nY=Y+k3;end測(cè)試 :>> s(2)ans =98，估計(jì)以下級(jí)數(shù)的和，并編程驗(yàn)證。11111S1!2!.k 1 k !3!n!程序 :a=1;S=0;for k=1:100000a=a*k;S=S+1/a;enddisp(S);驗(yàn)證 :>> s1.

16、7183S11111.k 1 k(k 1)1 2 2 3 3 4n (n 1)程序 :S=0;.'.fork=1:100000S=S+1/(k*(k+1);enddisp(S);檢驗(yàn) : >> s1.0000S( 1)k11 111.( 1)k 1.k 12k13572k1程序 :S=0;fork=1:100000S=S+(-1)(k+1)/(2*k-1);enddisp(S);檢驗(yàn) :>> s0.78549，畫一個(gè)國(guó)際象棋的棋盤；10，給 N 個(gè)人編上號(hào)：1,2,3,., N ，按順序圍成一個(gè)圈坐好，從1號(hào)開始報(bào)數(shù)，報(bào)到M ( MN )的人退出，下一個(gè)人再從1

17、開始往下報(bào)數(shù)，重復(fù)這個(gè)過程，請(qǐng)問最后剩下的那個(gè)人的號(hào)數(shù)是多少？請(qǐng)編程實(shí)現(xiàn)，并取N10, M3 進(jìn)行驗(yàn)證；M 函數(shù)文件 :functionx,y=Joseph0(N,M)a=1:N;t=1;k=1;whiletl,k=size(a);iflength(a)=1disp(a);break;endifk<Mwhilekiflength(a)=1break;endforr=1:(M-1)c=a(1);a(1)=;a=a c;.'.enda(1)=;k=k+1;endelsefori=1:(M-1)b(i)=a(i);enda(M)=;forj=1:(M-1)a(M-j)=;endfori

18、=1:(M-1)a=a b(i);endt=t+1;endend驗(yàn)證 :>> Joseph0(10,3)4>> Joseph0(7,4)211，求出 1 N 之間的所有素?cái)?shù)；M 函數(shù)文件：functionout = nprimes(N)A= 1:N;A(1)=0;i=2;whilei<= floor(sqrt(N);forj= 2:fix(N/i)A(i*j) = 0;end ;i = A(find(A>i,1);end ;out=nonzeros(A);檢驗(yàn)：>> nprimes(20) ans =23;.'.571113171912，

19、求出所有的水仙花數(shù)（所謂水仙花數(shù)，是滿足以下條件的三位數(shù)：各位數(shù)的立方之和等于它本身，例如，135333153 ）；程序：fori=100:999a=fix(i/100);b=fix(mod(i,100)/10);c=mod(i,10);ifa3+b3+c3=idisp(i);endend結(jié)果：>> lx1015337037140713，將一個(gè)正整數(shù)進(jìn)行質(zhì)因數(shù)分解，例如：902*3*3*5；functionc=primfactor(a)b=2:sqrt(a);c=;whileisempty(b)ifmod(a,b(1)b(mod(b,b(1)=;continue;elsec=c,b

20、(1);a=a/b(1);b(b>sqrt(a)=;endenddisp(' 該正整數(shù)的質(zhì)因數(shù)為：);c=c,a;測(cè)試：;.'.primfactor(90)該正整數(shù)的質(zhì)因數(shù)為：ans =233514，求兩個(gè)正整數(shù)m, n 的最小公倍數(shù)和最大公因數(shù)；M 函數(shù)文件：function M,N=gcmlcm(m,n)t=min(m,n);while tif mod(m,t)=0 & mod(n,t)=0disp('m,n 的最大公約數(shù)：');disp(t);break;endt=t-1;endg=m*n/t;disp('m,n 的最小公倍數(shù)：');disp(g);程序測(cè)試：gcmlcm(4,6)m,n 的最大公約數(shù)：2m,n 的最小公倍數(shù)：1215，有一個(gè)已排好序的數(shù)組，現(xiàn)在輸入一個(gè)數(shù)，請(qǐng)按照原來的規(guī)律將此數(shù)插入到數(shù)組中；M 函數(shù)文件 :functiony=inshu