matlab编程经典例题

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,*,第3章 MATLAB程序设计,3.1 M文件,3.2 程序控制结构,3.3 函数文件,3.4 程序举例,3.5 程序调试,3.1 M文件,3.1.1 M文件概述,用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令文件(Script File)和函数文件(Function File)。,例3-1 分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度f转换为摄氏温度c。,程序1：,首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盘。,clear;%清除工作空间中的变量,f=input(Input Fahrenheit temperature：);,c=5*(f-32)/9,然后在MATLAB的命令窗口中输入f2c，将会执行该命令文件，执行情况为：,Input Fahrenheit temperature：73,c=,22.7778,程序2：,首先建立函数文件f2c.m。,function c=f2c(f),c=5*(f-32)/9,然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。,clear;,y=input(Input Fahrenheit temperature：);,x=f2c(y),输出情况为：,Input Fahrenheit temperature：70,c=,21.1111,x=,21.1111,3.1.2 M文件的建立与打开,M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用MATLAB提供的文本编辑器。,1建立新的M文件,为建立新的M文件，启动MATLAB文本编辑器有3种方法：,(1)菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，屏幕上将出现MATLAB 文本编辑器窗口。,(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令edit，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的New M-File命令按钮，启动MATLAB文本编辑器后，输入M文件的内容并存盘。,2打开已有的M文件,打开已有的M文件，也有3种方法：,(1)菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的M文件进行编辑修改，编辑完成后，将M文件存盘。,(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit 文件名，则打开指定的M文件。,(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。,3.2 程序控制结构,3.2.1 顺序结构,1数据的输入,从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，该函数的调用格式为：,A=input(提示信息，选项)；,其中提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么样的数据。,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。例如，想输入一个人的姓名，可采用命令：,xm=input(Whats your name?,s);,2数据的输出,MATLAB提供的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3-2 输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。,程序如下：,x=input(Input x please.);,y=input(Input y please.);,z=x;,x=y;,y=z;,disp(x);,disp(y);,例3-3 求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。,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);,3程序的暂停,暂停程序的执行可以使用pause函数，其调用格式为：,pause(延迟秒数),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使用Ctrl+C命令。,3.2.2 选择结构,1if语句,在MATLAB中，if语句有3种格式。,(1)单分支if语句：,if 条件,语句组,end,当条件成立时，则执行语句组，执行完之后继续执行if语句的后继语句，若条件不成立，则直接执行if语句的后继语句。,(2)双分支if语句：,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，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句的后继语句。,例3-4 计算分段函数的值。,程序如下：,x=input(请输入x的值:);,if x=A&c=a&c=0&c=9,disp(abs(c)-abs(0);,else,disp(c);,end,2switch语句,switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式为：,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,当表达式的值等于表达式1的值时，执行语句组1，当表达式的值等于表达式2的值时，执行语句组2，当表达式的值等于表达式m的值时，执行语句组m，当表达式的值不等于case所列的表达式的值时，执行语句组n。当任意一个分支的语句执行完后，直接执行switch语句的下一句。,例3-6 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，标准如下(商品价格用price来表示)：,price200 没有折扣,200price500 3%折扣,500price1000 5%折扣,1000price2500 8%折扣,2500price 0),sum,mean=sum/cnt,end,3break语句和continue语句,与循环结构相关的语句还有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，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。,例3-12 求100，200之间第一个能被21整除的整数。,程序如下：,for n=100:200,if rem(n,21)=0,continue,end,break,end,n,4循环的嵌套,如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。,例3-13 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为完数，如6=1+2+3，所以6是完数。求1,500之间的全部完数。,for m=1:500,s=0;,for k=1:m/2,if rem(m,k)=0,s=s+k;,end,end,if m=s,disp(m);,end,end,3.3 函数文件,3.3.1 函数文件的基本结构,函数文件由function语句引导，其基本结构为：,function 输出形参表=函数名(输入形参表),注释说明部分,函数体语句,其中以function开头的一行为引导行，表示该M文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。,例3-14 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。,函数文件如下：,function s,p=fcircle(r),%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r,%r 圆半径,%s 圆面积,%p 圆周长,%2004年7月30日编,s=pi*r*r;,p=2*pi*r;,3.3.2 函数调用,函数调用的一般格式是：,输出实参表=函数名(输入实参表),要注意的是，函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。,例3-15 利用函数文件，实现直角坐标(x,y)与极坐标(,)之间的转换。,函数文件tran.m：,function rho,theta=tran(x,y),rho=sqrt(x*x+y*y);,theta=atan(y/x);,调用tran.m的命令文件main1.m：,x=input(Please input x=:);,y=input(Please input y=:);,rho,the=tran(x,y);,rho,the,在MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。,例3-16 利用函数的递归调用，求n！。,n!本身就是以递归的形式定义的：,显然，求n!需要求(n-1)!，这时可采用递归调用。递归调用函数文件factor.m如下：,function f=factor(n),if n2),求Fibonacci数列的第20项。,例3-23 根据矩阵指数的幂级数展开式求矩阵指数。,3.5 程序调试,3.5.1 程序调试概述,一般来说，应用程序的错误有两类，一类是语法错误，另一类是运行时的错误。语法错误包括词法或文法的错误，例如函数名的拼写错、表达式书写错等。,程序运行时的错误是指程序的运行结果有错误，这类错误也称为程序逻辑错误。,3.5.2 调试器,1Debug菜单项,该菜单项用于程序调试，需要与Breakpoints菜单项配合使用。,2Breakpoints菜单项,该菜单项共有6个菜单命令，前两个是用于在程序中设置和清除断点的，后4个是设置停止条件的，用于临时停止M文件的执行，并给用户一个检查局部变量的机会，相当于在M文件指定的行号前加入了一个keyboard命令。,3.5.3 调试命令,除了采用调试器调试程序外，MATLAB还提供了一些命令用于程序调试。命令的功能和调试器菜单命令类似，具体使用方法请读者查询MATLAB帮助文档。,