第7周小课Matlab程序设计

,Digital Signal Processing,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,/32,教学内容,Matlab,程序设计,Digital Signal Processing,教学要求,熟悉,Matlab,的基本编程方法,熟练掌握,Matlab,语言,M,文件，程序控制的三种基本结构,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计,在欧美各,高等学校,，,Matlab,成为线性代数、自动控制理论、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真、图像处理等诸多课程的基本教学工具，成为,学生必须掌握的基本技能。,在,设计研究单位和工业部门,，,Matlab,已被广泛地用于研究和,解决各种具体的工程问题,。,可以预见，,Matlab,将在我国科学研究和工程应用中发挥越来越大的作用。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计,交互式命令执行方式（命令窗口）,逐条输入，逐条执行，操作简单、直观，但速度慢，执行过程不能保留。,M,文件的程序执行方式,将命令编成程序存储在一个文件中（,M,文件），依次运行文件中的命令，可以重复进行。,Matlab,程序设计有传统高级语言的特征，又有自己独特的特点，,可以利用数据结构的特点,，使程序结构简单，编程效率高,。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计,用,Matlab,语言编写的程序，称为,M,文件。,是由若干,Matlab,命令组合在一起构成的，它可以完成某些操作，也可以实现某种算法。,M,文件根据调用方式的不同分为两类：,命令文件（,Script File,）,函数文件（,Function File,）,它们的扩展名都是,.m,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计,命令文件没有输入参数，也不返回输出参数；,函数文件可以带输入参数，也可以返回输出参数。,命令文件对工作空间中的变量进行操作，文件中所有命令的执行结果也返回工作空间中；,函数文件中定义的变量为局部变量，当函数文件执行完毕时，这些变量也被清除。,命令文件可以直接运行；,函数文件不能直接运行，要以函数调用的方式来调用它。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（命令文件,exch,）,命令文件：,clear;,a=1:10;,b=11,12,13,14;15,16,17,18;,c=a;a=b;b=c;,a,b,将文件保存为,exch,，,并在命令窗口执行。,执行结果,（将,a,，,b,的值互换）,a=,11 12 13 14,15 16 17 18,b=,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（函数文件）,fexch.m,function,a,b,=,exch(a,b,),c=a;a=b;b=c;,然后在命令窗口调用该函数文件：,clear;,x=1:10;,y=11,12,13,14;15,16,17,18;,x,y,=,fexch(x,y,),输出结果为：,a=,11 12 13 14,15 16 17 18,b=,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,函数参数,a,，,b,，,c,未保留在工作空间中，,x,，,y,保留在工作空间中。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（,M,文件）,M,文件是一个文本文件，可以用任何编辑程序来建立和编辑，一般最常用的是使用,Matlab,提供的文本编辑器。,该编辑器是一个集编辑和调试于一体的工作环境,。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（程序控制结构）,顺序结构,选择结构,循环结构,任何复杂的程序都可以由这,3,种基本结构构成。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（顺序结构）,顺序结构是指按照程序中语句的排列顺序依次执行，直到程序的最后一个语句。（最简单的一种程序）,1,、数据的输入,从键盘输入数据，则可以使用,input,函数,来进行，,调用格式为：,A=input,（,提示信息，选项）；,其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入数据。,例如：从键盘输入,A,矩阵，可以采用下面的命令来完成,A=input,（输入,A,矩阵）；,如果在,input,函数调用时采用,s,选项，则允许用户输入一个字符串。,例：,xm,=,input(Whats,your,name?,s,);,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（顺序结构）,2,、数据的输出,命令窗口输出函数主要有,disp,函数，其调用格式为：,disp,(,输出项）,其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵,。,例如：,A=Hello,Tom;,disp(A,),输出为：,Hello,Tom,又如：,A=1,2,3;4,5,6;7,8,9;,disp(A,),输出为：,1 2 3,4 5 6,7 8 9,%,disp,函数输出格式更紧凑,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（顺序结构）,例,5.2,求一元二次方程 的根。,由于,Matlab,能进行复数运算，所以不需要判断方程的判别式，,可直接根据求根公式求根。,程序如下：,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);,disp(x1=,num2str(x(1),x2=,num2str(x(2);,程序输出为：,a=?4,b=?78,c=?54,x1=-0.7188,x2=-18.7812,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（顺序结构）,3,、程序的暂停,程序执行过程中暂停，可用,pause,函数，其调用格式为：,pause,（,延迟描述）,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。,若要强行中止程序的运行可按,Ctrl+C,键。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,选择结构是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句。,Matlab,用于实现选择结构的语句有,if,语句，,switch,语句和,try,语句,。,1.if,语句,在,Matlab,中，,if,语句有,3,种格式。,(1),单分支,if,语句,语句格式：,if,条件,语句组,end,例如：当,x,是整数矩阵时，输出,x,的值,if,fix(x,)=x,disp(x,);,end,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,(2),双分支,if,语句,语句格式：,if,条件,语句组,1,else,语句组,2,end,当条件成立时，执行语句组,1,，否则执行语句组,2,，然后再执行,if,语句,的后续语句。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,例,计算分段函数：,程序如下：,x=input(,请输入,x,的值,：,);,if x=10,y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);,else,y=x*,sqrt(x+sqrt(x,);,end,y,也可以用单分支,if,语句来实现：,x=input(,请输入,x,的值：,);,y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);,if x=10,y=x*,sqrt(x+sqrt(x,);,end,y,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,(3),多分支,if,语句,语句格式：,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,n,end,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,输入一个字符，若为大写字母，则输出其对应的小写字母；若为小写字母，则,输出其对应的大写字母；若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则,原样输出。,程序如下：,c=input(,请输入一个字符，,s);,if c=A&c=a&c=0&c=9,disp(abs(c)-abs(0);,else,disp(c,);,end,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,2,、,switch,语句,switch,语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式：,switch,表达式,case,表达式,1,语句组,1,case,表达式,2,语句组,2,case,表达式,m,语句组,m,otherwise,语句组,n,end,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（选择结构）,某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下：,price200,没有折扣,200=price500 3%,折扣,500=price1000 5%,折扣,1000=price2500 8%,折扣,2500=price5000 10%,折扣,5000,mtimes,Inner matrix dimensions must agree.,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（循环结构）,循环是指按照给定的条件，重复执行指定的语句，,Matlab,提供了两种,实现循环结构的语句：,for,语句和,while,语句。,1,、,for,语句,for,语句的格式为：,for,循环变量,=,表达式,1,：表达式,2,：表达式,3,循环体语句,end,其中表达式,1,的值为循环变量的初值，表达式,2,的值为步长，表达式,3,的,值为循环变量的终值。步长为,1,时，表达式,2,可以省略。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（循环结构）,已知 ，当,n=100,时，求,y,的值。,程序如下：,y=0;n=100;,for i=1:n,y=y+1/i/i;,end,y,输出结果为：,y=,1.6350,利用,Matlab,的特点，常用向量运算来代替,循环操作，程序可以如下,:,n=100;,i=1:n;,f=1./i.2;,y=,sum(f,),Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（循环结构）,2,、,while,语句,while,语句的一般格式为：,while,条件,循环体语句,end,其执行过程为：,若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，,如果不成立则跳出循环。,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（循环结构）,从键盘输入若干个数，当输入,0,时结束输入，求这些数的平均值和,它们的和。,sum=0;,n=0;,x=,input(Enter,a,number(end,in 0):);,while(x,=0),sum=,sum+x,;,n=n+1;,x=,input(Enter,a,number(end,in 0):);,end,if(n,0),sum,mean=sum/n,end,Digital Signal Processing,Matlab,程序设计（循环结构）,3,、,break,语句和,continue,语句,它们一般与,if,语句配合使用。,break,语句用于终止循环的执行。,当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的,下一语句。,continue,语句控制跳过循环体中的某些语句。,当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循