1、 第3章 基本編程教學目標l熟悉熟悉 MATLAB 的編程環境的編程環境l掌握掌握 MATLAB 的變量類型的變量類型l掌握掌握 MATLAB 中的流程控制語句中的流程控制語句l了解了解 MATLAB 中的錯誤處理中的錯誤處理l了解了解 MATLAB 程序調試方法程序調試方法l了解了解 MATLAB 代碼優化方法代碼優化方法教學內容lM文本文件介紹文本文件介紹 l函數流程控制函數流程控制 l函數變量函數變量 lMATLAB 編程錯誤處理編程錯誤處理 l調試程序調試程序 l優化程序優化程序 M文本文件介紹l選擇HOME | New | Script選項進入文本編輯器界面建立新的M文件M文本文件介

2、紹（1）在軟件操作界面選擇HOME|Open（2）在命令窗口中輸入edit+文件名lMATLAB中有大量的函數，包括： 內建函數（C語言編寫） 自帶函數（M文件）編輯已有的M文件M文件的分類函數functions腳本script 函數式M文件和腳本式M文件都是以.m作為擴展名的文本文件，在文本編輯器中創建文件。二者在語法和使用上略有區別。腳本l腳本式 M文件可包含MATLAB的各種命令，類似DOS系統中的批處理文件l腳本文件的運行：（1）EDITOR|RUN（2）在命令窗口中直接鍵入該M文件的文件名（3）運行腳本文件時，需要將腳本所在的目錄設置為當前工作目錄。腳本例：建立例：建立一個腳本一個腳

3、本M文件將變量文件將變量a, b的值互換，然后運行的值互換，然后運行該腳本文件該腳本文件。（1）首先建立腳本文件并以exch.m存盤clear;a=1:10;b=11 12 13 14;15 16 17 18;c=a;a=b;b=c;ab腳本（2）然后在MATLAB的命令窗口中輸入exch，將會執行該命令文件，輸出為：a = 11 12 13 14 15 16 17 18b = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10函數l函數式函數式M文件文件 function 返回變量列表=函數名(輸入變量列表) 注釋說明語句段 函數體第一行為function語句； function后定義函數名和輸入輸出

4、參數，函數被調用時按此格式執行；文件名必須與函數名一一對應；函數執行完后，只保留返回結果，不保留中間過程；函數例例 ：建立：建立一個函數一個函數M文件將變量文件將變量a, b的值互換，然后在的值互換，然后在命令窗口調用該函數文件命令窗口調用該函數文件。（1）建立函數文件并以fexch.m存盤 functiona,b=fexch(a,b) c=a;a=b;b=c;函數輸出結果：x = 11 12 13 14 15 16 17 18y = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10在MATLAB的命令窗口中調用該函數文件：clear;x=1:10;y=11 12 13 14;15 16 17 18;

5、 %輸入參數，也就是給函數fexch(a,b)中的形參a,b賦具體值x,y=fexch(x,y) %調用函數fexch()函數與腳本函數函數l既有輸入參數，又有輸出參數l函數中的變量（除特殊聲明外）都是局部變量l函數名必須與文件名相同l函數被調用時，MATLAB會為它開辟臨時工作空間，當執行完函數或return命令時結束函數的運行，返回輸出值，同時清空臨時工作空間。腳本腳本l不用輸入參數，也沒有輸出參數l腳本中的變量都是全局變量l文件名任意指定l在函數中調用腳本文件，等價于在函數中將腳本文件的內容粘貼在調用的位置。變量類型MATLAB中的特殊變量中的特殊變量變量類型nargin的用法的用法lf

6、unctiona,b,c=example(x1,x2,x3,x4)la=0;b=0;lif(nargin=1)lc=x1;lelseif (nargin=2)l c=3;lelseif(nargin2)l c=5;lendnargout的用法的用法lfunctiona,b,n=fexch(a,b)lif(nargout=3)l n=5;l c=a;a=b;b=c;lend變量作用域l函數內部定義的變量均為局部變量，如果需要使用全局變量，則應當使用命令global定義，并且在任何使用該全局變量的函數中都應加以定義。l定義全局變量時，變量之間必須用空格分隔，不能以逗號分隔。程序控制結構l順序結構順

7、序結構 l循環結構循環結構 l選擇結構選擇結構l其他流程控制函數其他流程控制函數 順序結構l順序結構程序在編譯時，按照程序的物理位置順序執行，這種程序容易編制，但是結構單一，能夠實現的功能有限。 x=12;y=6;z=18;sum=x+y+z;sub=x-y-z 將以上程序以文件名sequence.m保存并在命令窗口中輸入sequence,并按Enter鍵確認，輸出結果：sum=36sun=-12循環結構lfor 語句語句 for 循環變量 = 表達式1:表達式2：表達式3 執行代碼塊 end 以表達式1的值為起點，表達式2的值為步長，表達式3的值為終點。 for 語句一定要有end結束標志；

8、 循環語句中要用“；”防止中間結果的輸出； 書寫時采用鋸齒結構以增加可讀性；循環結構例 已知當n=100時，求y的值。程序如下：程序如下：y=0;n=100;for i=1:n y=y+1/i/i;endy運行結果如下：運行結果如下：y = 1.6350循環結構l求求mysum=0; for i=1:1:100 mysum=mysum+i; end; mysum循環結構lwhile 語句語句 將相同的代碼塊執行多次，但是次數并不預先指定，當 while 的條件表達式為真時，執行代碼塊，直到條件表達式為假。while 語句結構：while 條件表達式 執行代碼塊end 循環結構mysum=0;i

9、=1; while (i=100) mysum=mysum+i; i=i+1; end mysum 例：求循環結構function output=function3(p,n)num=1;result1=1;tmp1=1;result2=1;tmp2=1;while numA(3)&A(1)+A(3)A(2)&A(2)+A(3)A(1) p=( A(1)+A(2)+A(3)/2; s=sqrt(p*(p-A(1)*(p-A(2)*(p-A(3); disp(s); else disp(不能構成一個三角形。) end運行結果如下：請輸入三角形的三條邊：6 8 10 24選擇結構l當判斷包含多個選擇

10、時，可以采用當判斷包含多個選擇時，可以采用elseif 語句，結構為：語句，結構為：if 表達式1 執行代碼塊1elseif 表達式2 執行代碼塊2elseif .else 執行代碼塊endl其中可以包含任意多個其中可以包含任意多個 elseif 語句。語句。 2022年4月19日第35頁選擇結構l例：輸入一個字符，若為大寫字母則輸出其后繼字符，例：輸入一個字符，若為大寫字母則輸出其后繼字符，若為小寫字母則輸出其前導字符，若為數字字符則輸若為小寫字母則輸出其前導字符，若為數字字符則輸出其對應的數值，若為其他字符則原樣輸出出其對應的數值，若為其他字符則原樣輸出。c=input(請輸入一個字符請輸

11、入一個字符,s);if c=A&c=a&c=0&c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end選擇結構lswitch-case-otherwiseswitch 表達式 case 值1 執行代碼塊1; case 值2 執行代碼塊2; . case 值n 執行代碼塊n; otherwise 執行代碼塊end選擇結構例：某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標準如下例：某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標準如下（商品價格用（商品價格用price來表示）：來表示）： price500 沒有折扣沒有折扣 500 price1000 5折扣折扣 1000 price25

12、00 8折扣折扣 2500 price5000 10折扣折扣 5000 price 14折扣折扣求所銷售商品的實際銷售價格。求所銷售商品的實際銷售價格。選擇結構price=input(請輸入商品價格請輸入商品價格:);pricec=fix(price/500)switch c case 0 rate=0; case 1 rate=5/100; case 2 rate=8/100; case 3 rate=8/100; case 4 rate=8/100;case 5 rate=10/100; case 6 rate=10/100; case 7 rate=10/100; case 8 rate

13、=10/100; case 9 rate=10/100; otherwise rate=14/100;endprice=price*(1-rate)其他流程控制函數 continue：continue 語句通常用在循環控制中，用于結束當次循環，繼續執行下一次循環，但是不結束當前循環。一般 continue 語句與 if 語句相結合，當滿足一定的條件時，執行 continue 語句。break：用于循環控制，中斷當前循環。 break 用于跳出當前循環，不再執行該循環的任何操作。return：結束該程序的執行，返回到調用函數或者鍵盤其他流程控制函數l中斷命令中斷命令 break例：雞兔同籠，頭有

14、36，腳共100，求雞兔各多少？i=1;while i if rem(100-i*2,4)=0&(i+(100-i*2)/4)=36 break; end i=i+1;endchicken=irabit=(100-2*i)/4其他流程控制函數lcontinue語句語句function output=function5(x,n)num=1;while num=n x_tmp=rand(1)*x; if x_tmp0.8*x continue; else output(num)=x_tmp; num=num+1; end end其他流程控制函數ltrycatchend語句語句 trycatch 語

15、句可以包容程序運行中的錯誤，并返回錯誤類型try 運行代碼塊1catch 運行代碼塊2endlasterr 首先執行語句段1，如果在執行過程中出現錯誤，則將錯誤信息賦給lasterr變量，并放棄該段語句，轉而執行語句段2中的語句。人機交互語句l echo語句 echo on 打開命令式文件的回應命令； echo off 關閉回應命令； echo file on 使file文件的命令在執行中被顯示； echo file off 關閉file文件的命令執行中的回應； echo on all 顯示所有執行文件的執行過程； echo off all 關閉所有執行文件的回應顯示；人機交互語句l用戶輸入提

16、示命令用戶輸入提示命令 input 用來提示用戶從鍵盤輸入數據、字符串用來提示用戶從鍵盤輸入數據、字符串或表達式，并接收輸入值。或表達式，并接收輸入值。r=input(How many apples:)How many apples:2r = 2人機交互語句l keyboard 暫停執行程序并等待鍵盤輸入狀態，處理完畢后，鍵入return并回車，程序將繼續運行，通常用來對程序調試及在程序中修改變量。l pause pause暫停程序，等待回應； pause(n)等待n秒后繼續執行； pause on 顯示并執行pause命令； pause off 顯示但不執行pause命令。 程序調試l語法錯

17、誤 發生在程序代碼的解釋過程中，一般有函數參數輸入類型有誤或矩陣運算階數不符等情況。l執行錯誤 發生在程序運行過程中，出現溢出或死循環等引起，錯誤與程序有關，較難發現。程序調試l直接調試法直接調試法 l利用調試工具利用調試工具l采用命令行調試程序 l采用調試界面調試程序 直接調試法（1）通過分析后，將可能出錯的語句后面的分號（;）刪除，將結果顯示在命令窗口中，與預期值進行比較；（2）利用函數 disp 顯示中間變量的值；（3）在程序中的適當位置添加 keyboard 指令。當 MATLAB 執行至此處時將暫停，等待用戶反應。（4）在調試一個單獨的函數時，可以將函數改寫為腳本文件，此時可以直接對輸入參數賦值，然后以腳本方式運行該 M 文件，這樣可以保存中間變量，在運行完成后，可以查看中間變量的