MATLAB編程與工程應用教師 ：曾曉東電話 _mail :zengxiaodong@263.netQQ :241747139MATLAB編程與工程應用3章MATLAB程序設計第4章MATLAB程序設計4.1M文件4.2程序控制結構4.3函數文件4.4程序舉例4.5程序調試3章MATLAB程序設計4.1M文件一、M文件概述用MATLAB語言編寫的程序，稱為M文件。M文件可以根據調用方式的不同分為兩類：命令文件(ScriptFile)函數文件(FunctionFile)。二、M文件的建立和打開M文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序來建立和編輯，而一般常用且最為方便的是使用MATLAB提供的文本編輯器。3章MATLAB程序設計4.1M文件1．建立新的M文件

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口的File菜單中選擇New菜單項，再選擇M-file命令，屏幕上將出現MATLAB文本編輯器窗口。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令edit，啟動MATLAB文本編輯器后，輸入M文件的內容并存盤。

(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的NewM-File命令按鈕，啟動MATLAB文本編輯器后，輸入M文件的內容并存盤。3章MATLAB程序設計4.1M文件2．打開已有的M文件

(1)菜單操作。從MATLAB主窗口的File菜單中選擇Open命令，則屏幕出現Open對話框，在Open對話框中選中所需打開的M文件。在文檔窗口可以對打開的M文件進行編輯修改，編輯完成后，將M文件存盤。

(2)命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令：edit文件名，則打開指定的M文件。

(3)命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄上的OpenFile命令按鈕，再從彈出的對話框中選擇所需打開的M文件。3章MATLAB程序設計4.2程序控制結構一、順序結構1.input函數

A=input(提示信息，選項)；注：’s’選項，則允許用戶輸入一個字符串。例如想輸入一個人的姓名，可采用命令

xm=input('What''syourname:','s')【例4.1】求一元二次方程a2+bx+c=0的根。(exp3_1.m)

a=input('a=?'); b=input('b=?');c=input('c=?'); d=b*b-4*a*c; x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)]3章MATLAB程序設計一、順序結構2.disp函數

disp(輸出項)輸出項為字符串或矩陣例

A=‘Hello，MATLAB';

disp(A)輸出為：

Hello，MATLAB3章MATLAB程序設計4.2程序控制結構二、選擇結構1.if，else，elseif語句1)if(邏輯表達式)

執行語句

end2)if(邏輯表達式)

執行語句1 else

執行語句2 end3)if(邏輯表達式1)

執行語句1

elseif(邏輯表達式2)

執行語句2…else

執行語句nend3章MATLAB程序設計二、選擇結構【例4.2】：輸入三角形的三條邊，求面積。(exp3_2.m)A=input('請輸入三角形的三條邊：');if（A(1)+A(2)>A(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：請輸入三角形的三條邊：[456]9.92163章MATLAB程序設計二、選擇結構【例4.3】：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，若為其他字符則原樣輸出。(exp3_3.m)c=input(‘請輸入字符','s');ifc>='A'&c<='Z'disp(setstr(abs(c)+1));elseifc>='a'&c<='z'disp(setstr(abs(c)-1));else

disp(c);end3章MATLAB程序設計二、選擇結構2.switch語句格式：switch(表達式)％表達式可以是標量或字符串

case值1

語句1 case值2

語句2 … otherwise

語句nend執行方式：表達式的值和哪種情況(case)的值相同，就執行哪種情況中的語句，如果不同，則執行otherwise中的語句。格式中也可以不包括otherwise，這時如果表達式的值與列出的各種情況都不相同，則繼續向下執行。3章MATLAB程序設計二、選擇結構【例4.4】根據變量num的值來決定顯示的內容。(exp3_4.m)num=input('請輸入一個數');switch(num) case-1

disp('Iamateacher.'); case0

disp('Iamastudent.'); case1

disp('Youareateacher.'); otherwise

disp('Youareastudent.');end3章MATLAB程序設計二、選擇結構3．try語句格式：

try

語句組1 catch

語句組2 endtry語句先試探性執行語句組1，如果語句組1在執行過程中出現錯誤，則將錯誤信息賦給保留的lasterr變量，并轉去執行語句組2。3章MATLAB程序設計二、選擇結構【例4.5】矩陣乘法運算要求兩矩陣的維數相容，否則會出錯。先求兩矩陣的乘積，若出錯，則自動轉去求兩矩陣的點乘。(exp3_5.m)程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%顯示出錯原因3章MATLAB程序設計4.2程序控制結構三、循環語句1.for語句(1)for循環變量=表達式1:表達式3:表達式2

循環語句組

End(2)for循環變量=數組范圍 循環語句組

end步長缺省值為1，可以在正實數或負實數范圍內任意指定。對于正數，循環變量的值大于終止值時，循環結束；對于負數，循環變量的值小于終止值時，循環結束。循環結構可以嵌套使用。書寫格式不必太過于拘泥，在Editor編輯器中會自動進行處理。3章MATLAB程序設計三、循環語句注意：1)for循環不能用for循環內重新賦值循環變量n來終止forn=1:10 x(n)=sin(n*pi/10); n=10;end2)語句1:10是標準的MATLAB數組創建語句，在FOR循環內接受任何有效的MATLAB數組。data=[39456;716–15];forn=datax=n(1)-n(2)end

3章MATLAB程序設計三、循環語句3)for循環可按需要嵌套forn=1:5form=5:-1:1 S(n,m)=n^2+m^2;end

disp(n)endS=25101726581320291013182534172025324126293441504)當有一個等效的數組來解給定的問題時，應避免用FOR循環，例如，上面的注意1中的例子可重寫為n=1:10;x=sin(n*pi/10);5)為了得到最大的速度，在for循環（while循環）被執行之前，應預先分配數組。如在注意3中，應在循環前執行S=zeros(5);

3章MATLAB程序設計三、循環語句2、while循環語句

while(表達式)

循環體

end若表達式為真，則執行循環體的內容，執行后再判斷表達式是否為真，若不為真，則跳出循環體，向下繼續執行。While循環和for循環的區別在于，while循環結構的循環體被執行的次數不是確定的，而for結構中循環體的執行次數是確定的。3章MATLAB程序設計三、循環語句【例3.6】：計算下式的值(exp3_6_1.m,exp3_6_2.m)（1）使用for循環sum=0;forI=1:1000 sum=sum+I^2+2*I;end(2)使用while循環sum=0;I=1;while(I<=1000) sum=sum+I^2+2*I; I=I+1;end3章MATLAB程序設計4.2程序控制結構四、程序流控制1.break命令作用是中斷循環語句的執行。中斷的循環語句可以是for語句，也可以是while語句。當滿足在循環體內設置的條件時，可以通過使用break命令使之強行退出循環，而不是達到循環終止條件時再退出循環。顯然，循環體內設置的條件必須在break之前。對于嵌套的循環結構，break只能退出包含它的最內層循環。3章MATLAB程序設計四、程序流控制【例3.7】:求滿足的n的最小值。(exp3_7_1.m,exp3_7_2.m)sum=0;forn=1:1000 sum=sum+n^2+2*n; if(sum>1000) break; endenddisplay(n)sum=0;n=0;while(sum<=1000) n=n+1; sum=sum+n^2+2*n;enddisplay(n)3章MATLAB程序設計四、程序流控制2.continue語句跳過循環體中的某些語句。當在循環體內執行到該語句時，程序將跳過循環體中所有剩下的語句，繼續下一次循環。3.return()函數作用是中斷函數的執行，返回上級調用函數。return()函數指令既可以用在循環體內，也可用在非循環體內。4.pause()函數暫停指令。運行程序時，到pause()函數指令執行后，程序將暫停，等待用戶敲任一鍵后繼續執行。pause(n)暫停幾秒后程序繼續執行若要強行中止程序的運行可使用Ctrl+C命令。3章MATLAB程序設計4.3函數文件一、函數文件的基本結構函數文件由function語句引導，其基本結構為：

function輸出形參表=函數名(輸入形參表)

注釋說明部分 函數體語句其中以function開頭的一行為引導行，表示該M文件是一個函數文件。函數名的命名規則與變量名相同。函數名必須與文件名相同。輸入形參為函數的輸入參數，輸出形參為函數的輸出參數。當輸出形參多于一個時，則應該用方括號括起來。3章MATLAB程序設計一、函數文件的基本結構【例3.8】:編寫函數文件求半徑為r的圓的面積和周長。(fcircle.m)function[s,p]=fcircle(r)%fcircle

半徑為r的圓的面積和周長%r圓半徑%s圓面積%p圓周長%編制時間：2007年8月30日s=pi*r*r;p=2*pi*r;3章MATLAB程序設計4.3函數文件二、函數調用函數調用的一般格式是：

[輸出實參表]=函數名(輸入實參表)要注意的是，函數調用時各實參出現的順序、個數，應與函數定義時形參的順序、個數一致，否則會出錯。函數調用時，先將實參傳遞給相應的形參，從而實現參數傳遞，然后再執行函數的功能。在MATLAB中，函數可以嵌套調用，即一個函數可以調用別的函數，甚至調用它自身。一個函數調用它自身稱為函數的遞歸調用。3章MATLAB程序設計二、函數調用【例3.9】:利用函數的遞歸調用，求n！。n!本身就是以遞歸的形式定義的：n!=n*(n-1)!顯然，求n!需要求(n-1)!，這時可采用遞歸調用（factor.m）functionf=factor(n)ifn<=1f=1;elsef=factor(n-1)*n;%遞歸調用求(n-1)!end3章MATLAB程序設計4.3函數文件三、函數參數的可調性在調用函數時，MATLAB用兩個永久變量nargin和nargout分別記錄調用該函數時的輸入實參和輸出實參的個數。只要在函數文件中包含這兩個變量，就可以準確地知道該函數文件被調用時的輸入輸出參數個數，從而決定函數如何進行處理?！纠?.10】:nargin示例命令文件：exp3_10.m函數文件：mydemo.m3章MATLAB程序設計4.3函數文件四、全局變量與局部變量全局變量用global命令定義，格式為：

global變量名【例4.11】:全局變量應用示例。(exp3_11.m)函數文件:wadd.m在命令窗口中輸入：globalALPHABETAALPHA=1;BETA=2;s=wadd(1,2)3章MATLAB程序設計4.4程序舉例【例4.12】:猜數游戲。首先由計算機產生[1,100]之間的隨機整數，然后由用戶猜測所產生的隨機數。根據用戶猜測的情況給出不同提示，如猜測的數大于產生的數，則顯示“太大了”，小于則顯示“太小了”，等于則顯示“你贏了”，同時退出游戲。用戶最多可以猜7次。exp3_12.m3章MATLAB程序設計4.4程序舉例【例4.13】:用篩選法求某自然數范圍內的全部素數。素數是大于1，且除了1和它本身以外，不能被其他任何整數所整除的整數。用篩選法求素數的基本思想是：要找出2——m之間的全部素數，首先在