用MATLAB語言編寫的可在MATLAB中運(yùn)行的程序，稱為M文件。M文件包含兩類：命令文件和函數(shù)文件。兩者區(qū)別在于：(1)命令文件沒有輸入?yún)?shù)，也不返回輸出參數(shù)，而函數(shù)文件可以輸入?yún)?shù)，也可返回輸出參數(shù);(2)命令文件對工作空間中的變量進(jìn)行操作，而函數(shù)文件的變量為局部變量，只有其輸入、輸出變量保留在工作空間中;(3)一般來說，命令文件用于把很多需在命令窗口輸入的命令放在一起，而函數(shù)文件用于把重復(fù)的程序段封裝起來，使程序更加簡潔。用任何文本編輯器都可編寫M文件。在MATLAB的命令窗口中可以運(yùn)行M文件。無論是函數(shù)文件還是命令文件都可被別的程序調(diào)用。7.1M文件

由于命令文件沒有輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)，只是一些命令行的組合，所以命令文件比函數(shù)文件簡單。命令文件可對工作空間中的變量進(jìn)行操作，也可生成新的變量。即使命令文件運(yùn)行結(jié)束，命令文件產(chǎn)生的變量仍將保留在工作空間中，直到關(guān)閉MATLAB或用相關(guān)命令刪除。下面是命令文件例子，在文本編輯器中輸入下列命令行，并存為flowerpetal.m。

t=-pi:0.01:pi;

r=2*sin(5*t).^2;

polar(t,r)

在MATLAB的命令窗口中鍵入flowerpetal，將會畫出一系列的花瓣?duì)顖D形。圖7.1花瓣圖案

調(diào)用該命令文件時(shí)，不用輸入?yún)?shù)，也沒有輸出參數(shù)，文件自身建立需要的變量。當(dāng)文件執(zhí)行完畢后，用命令whos可以查看工作空間中的變量?？梢娮兞縯,r仍然保留在工作空間中。

與命令文件相比，函數(shù)文件稍微復(fù)雜一些。下面為一個(gè)只有兩行的函數(shù)文件例子。

function

c=myfile(a,h)

c=sqrt((a.^2)+(b.^2))

一旦該函數(shù)文件建立，在MATLAB的命令窗口或在別的文件里面，就可以用下列命令調(diào)用。

>>a=4

>>b=3

>>c=myfile(a,b)

結(jié)果為：

C=

5.0000

一個(gè)典型的MATLAB的函數(shù)文件結(jié)構(gòu)如下：

functionc=soundspeed(s,t,p)%soundspeedcomputesthespeedofsoundinwater%wherecisthespeedofsoundinwaterinm/s

%Usageofthisfunction;%output=soundspeed(input)%RogerJans,1999-12-12.t=0:.1:35;

%形成向量

該函數(shù)文件包含以下幾部分：

a.函數(shù)定義行

文件的第一行為函數(shù)定義行，該行定義函數(shù)名、輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的個(gè)數(shù)。

b.H1行

H1行的字面意思為幫助信息的第一行，在上述文件中為第二行。當(dāng)用命令lookfor查詢該函數(shù)的幫助信息時(shí)，將顯示該行內(nèi)容。

c.幫助體

文件中兩空行之間的部分。當(dāng)對該函數(shù)單獨(dú)查詢幫助信息時(shí)，將顯示幫助體和HI行的內(nèi)容。

d.函數(shù)體

函數(shù)文件中除函數(shù)定義行、HI行和幫助體之外的文本，這些命令執(zhí)行計(jì)算、賦值等實(shí)質(zhì)性的工作。

e.注釋部分

在函數(shù)體中以符號“%”開始直到該行結(jié)束的部分表示對程序的注釋。如上面文件中倒數(shù)第一行的后一部分為注釋語句。

在函數(shù)定義行functionc=soundspeed(s,t,p)中，function為函數(shù)文件的關(guān)鍵字，表明該文件為函數(shù)文件：c為輸出參數(shù);soundspeed為函數(shù)名；s,t,p為輸入變量。

MATLAB的所有函數(shù)文件都遵從這種定義格式。當(dāng)函數(shù)的輸出參數(shù)不只一個(gè)時(shí)，用中括號“[]”把輸出參數(shù)括起來，參數(shù)之間用逗號分開。如果有輸入變量時(shí)，用小括號括起來，當(dāng)個(gè)數(shù)不只一個(gè)時(shí)，用逗號分開。當(dāng)函數(shù)無輸出參數(shù)時(shí)，輸出參數(shù)項(xiàng)空缺(等號也省略)或者用空的中括號表示。如：

functionprintrcsults(x)

function[]=printresuits(x)

當(dāng)調(diào)用函數(shù)時(shí)，輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)可以和定義行的變量名不同，這正如在FORTRAN里函數(shù)調(diào)用時(shí)，形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)可以不同名一樣。

MATLAB對函數(shù)名的限制如同變量名。函數(shù)文件名由函數(shù)名再加上后綴“．m”組成，例如函數(shù)文件名test.m。當(dāng)函數(shù)文件名和函數(shù)定義行的函數(shù)名不同時(shí)，MATLAB將忽略函數(shù)名而確認(rèn)文件名。所以，當(dāng)編寫函數(shù)文件時(shí)，文件名可以和函數(shù)名不同，但調(diào)用時(shí)應(yīng)該使用文件名。不過最好把文件名和函數(shù)名統(tǒng)一，以免出錯(cuò)。

函數(shù)文件一旦編寫好之后，就可在命令窗口或別的文件中調(diào)用。調(diào)用的格式和函數(shù)文件的定義格式相同，只是把定義時(shí)的參數(shù)名換成相應(yīng)的變量名。例如：求所有小于2000且為2的整數(shù)次冪的正整數(shù)。（1）命令文件

f(1)=2;

k=1；

whilef(k)<1000

f(k+1)=f(k)*2；

k=k+l;

end

f,k

保存該文件為t.m。在MATLAB命令窗口中鍵入文件名t，運(yùn)行結(jié)束后可在屏幕上看到以下內(nèi)容。

f=

248163264128565121024

k=

10

functionf=tt(n)

f(1)=2；

k=1;

whilef(k)<ceil(n/2)

%ceil函數(shù)取最近的正整數(shù)

f(k+1)=f(k)*2；

k=k+l；

end

f

保存該文件為tt.m。在MATLAB命令窗口中鍵入以下命令，便可求所有小于2000的2的正整數(shù)次冪。

tt(2000)

f=

2481632641282565121024

當(dāng)MATLAB遇到一個(gè)新的名稱時(shí)(可能是變量名、函數(shù)名、子函數(shù)名等)，將采用如下的先后順序來辨別：

a.檢查該名稱是否為目前上工作空間中的變量。

b.檢查該名稱是否為子函數(shù)名(子函數(shù)為函數(shù)文件的內(nèi)部函數(shù))。

c.檢查該名稱是否為局部函數(shù)名(局部函數(shù)放在一個(gè)單獨(dú)的目錄下，只有其上面一層目錄里的M文件可以調(diào)用這些函數(shù))。

d.檢查該名稱是否為MATLAB搜索路徑上的函數(shù)名。MATLAB將把按照搜索路徑的先后順序搜索到的第—個(gè)同名函數(shù)當(dāng)作該名稱引用的函數(shù)。

在命令窗門或其他的文件中調(diào)用函數(shù)文件時(shí)，MATLAB將把函數(shù)編成偽碼，并保存在內(nèi)存中，在MATLAB關(guān)閉之前，該函數(shù)的偽碼一直保存著，以便再次調(diào)用該函數(shù)時(shí)，不用重新編寫偽碼。當(dāng)然可以用clear命令清除內(nèi)存中的函數(shù)偽碼。命令功

能clear函數(shù)名刪除內(nèi)存中指定函數(shù)的偽碼clearfunctions刪除內(nèi)存中所有函數(shù)的偽碼clearall刪除內(nèi)存中所有變量和函數(shù)的偽碼Clear命令的使用

無論是函數(shù)還是命令文件的偽碼，都可以用pcode命令保存到文件中，以備下次使用時(shí)跳過編寫偽碼這一步，從而提高速度。一般情況下，MATLAB編寫偽碼的速度相當(dāng)快，是否使用預(yù)先編寫的偽碼對MATLAB的運(yùn)行速度影響不大。當(dāng)有大量的圖形界面時(shí)，用pcode命令預(yù)先編寫偽碼可以大大提高速度。還有一種情況，當(dāng)想隱藏程序的源代碼時(shí)，可以用pcode命令提供偽碼。例如：將把文件average.m編成偽碼并保存到文件average.p文件中。

pcodeaverage

調(diào)用MATLAB的函數(shù)時(shí)，是通過按值傳遞方式傳遞參數(shù)。除了一個(gè)基本工作空間外，MATLAB還為每個(gè)被調(diào)用的函數(shù)分配一部分內(nèi)存，稱為函數(shù)工作空間。每個(gè)函數(shù)有自己的工作空間。在函數(shù)外部只能調(diào)用函數(shù)的輸出參數(shù)，其他變量均不可調(diào)用。函數(shù)的工作空間和基本工作空間是相互獨(dú)立的，函數(shù)內(nèi)部的變量和基本上作空間中的變量是可以同名的。為了能夠調(diào)用函數(shù)內(nèi)部變量，可以在函數(shù)里把該變量定義為全局變量。

函數(shù)nargin和nargout分別用于檢查函數(shù)被調(diào)用時(shí)的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的個(gè)數(shù)。有這兩個(gè)函數(shù)，編寫程序時(shí)可以對不同的調(diào)用情況做不同的處理，使函數(shù)調(diào)用更加靈活。例如，下面程序段中指定，當(dāng)用一個(gè)輸入?yún)?shù)調(diào)用該函數(shù)時(shí)，求該參數(shù)的平方：當(dāng)用兩個(gè)輸入?yún)?shù)調(diào)用時(shí)，求出兩個(gè)輸入?yún)?shù)的和。

function

c=testarg1(a,b)

if(nargin==1)

c=a.^2;

elseif(nargin=2)

c=a+b;

end

函數(shù)varargin和varargout允許用戶輸入任意多的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。MATLAB將把所有的輸入?yún)?shù)或輸出參數(shù)組成一個(gè)細(xì)胞數(shù)組。例如，下列函數(shù)在圖形上把所有輸入?yún)?shù)點(diǎn)用直線連接起來。

function

testvar(varargin)

%函數(shù)定義行

forI=1:length(varargin)

%對輸入?yún)?shù)組成的細(xì)胞數(shù)組的每一個(gè)元素作記號

X(I)=arargin{I}(1);

%取出輸入點(diǎn)的橫坐標(biāo)

Y(I)=varargin{l}(2)；

%取出輸入點(diǎn)的縱坐標(biāo)

end

xmin=min(O，min(X))：

ymin=min(0,min(Y))；

axis([xminfix(max(Y))+3yminfix(max(y))+3])％繪制坐標(biāo)軸。

plot(x,y)

％繪制圖形

調(diào)用函數(shù)testvar時(shí)的參數(shù)個(gè)數(shù)不限，下面的調(diào)用語句是合法的。

testvar([23],[15],[48],[65],[42]，[903])

上述函數(shù)testvar的定義中細(xì)胞數(shù)組的引用采用varargm{I}(1)的格式，其中用大括h號{}括起來的下標(biāo)為細(xì)胞數(shù)組的第幾個(gè)元素，用小括號()括起來的下標(biāo)為大括號對應(yīng)的元素的分量。函數(shù)varargout的應(yīng)用和函數(shù)varargin相似，由于調(diào)用函數(shù)的的輸出參數(shù)的個(gè)數(shù)不定，在編程中將用到函數(shù)nargout。例如，下列函數(shù)將輸入的橫坐標(biāo)向量和縱坐標(biāo)向量的相應(yīng)元素配對，形成點(diǎn)，輸出點(diǎn)坐標(biāo)。

function[varargou]=change(arrayin)

fori=1:nargout

varargout{I}=arrayin(:,i)

end

當(dāng)輸入三個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)向量和縱坐標(biāo)向量組成的矩陣a=[123;678]后，用命令[pl,p2,p3]=change(a)調(diào)用change函數(shù)，將得到三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：p1=(1,6),p2=(2,7)，p3=(3,8)。事實(shí)上，在函數(shù)調(diào)用時(shí)，細(xì)胞數(shù)組和普通參數(shù)是可以混合使用的，這時(shí)應(yīng)該把varargin和varargout放到參數(shù)列表的最后。下面的函數(shù)調(diào)用行都是合法的。

function[outl,out2]=tt(a,b,varargin)

function[I,j,varargout]=ttt(x1，y1，x2，y2，flag)

7.2局部變量與全局變量

在MATLAB里，全局變量用命令global定義。全局變量可以被所有定義該變量為全局變量的函數(shù)使用，如果想在命令行中使用全局變量，也要定義該變量為全局變量。函數(shù)中的變量若為局部變量，則只能被本函數(shù)調(diào)用，在其他函數(shù)里和基本的工作空間中都不能調(diào)用。和在命令窗口中一樣，在M文件中，變量在使用前無需定義其維數(shù)和每維的大小。但把一個(gè)變量賦給另一個(gè)變量時(shí)，要求等號右邊的變量有值。在MATLAB里，變量名區(qū)分大小寫。

下面為一個(gè)使用全局變量的例子。

functionall=weight_add(x,y)

％addtwovariablewithdifferentweight

globalALPHABETA

all=ALPHA*x+BETA*y；

函數(shù)weight_add將輸入的參數(shù)加權(quán)相加，建立文件weight_add.m，在第三行定義全局變量ALPHA和BETA。

在命令窗口中鍵入：

global

ALPHABETA

ALPHA=1

BETA=2

all=weight_add(1,1)；

將在基本工作空間中生成變量a11，其值為3。由于在函數(shù)weight_add空間和基本工作空間中都把ALPHA和BETA兩個(gè)變量定義為全局變量。只要在命令窗口中改變ALPHA和BETA的值，就可改變加權(quán)值，而無需修改weight_add.m文件。

上例只在函數(shù)weight_add和命令窗口中把ALPHA和BETA變量定義為全局變量，在編程時(shí)，可在所有需要調(diào)用全局變量的函數(shù)里定義全局變量，這樣就可實(shí)現(xiàn)變量共享。為了在基本工作空間中使用全局變量，也要定義全局變量。

在函數(shù)文件里，全局變量的定義語句應(yīng)放在變量使用以前，為了便于了解所有的全局變量，一般把全局變量的定義語句放在文件的前部。一般來說，全局變量的取名應(yīng)更能反應(yīng)變量的具體意思，一般用大寫字母表示，以防被誤用。

變量名含

義ans當(dāng)在命令窗口中輸入表達(dá)式而不賦值給任何變量時(shí)，Matlab自動將該值賦給ans。變量ans保存其最近一次被使用的值。epsMatlab計(jì)算浮點(diǎn)數(shù)的誤差限。realmaxMatlab所能表示的最大浮點(diǎn)數(shù)。realminMatlab所能表示的最小浮點(diǎn)數(shù)。pi3.1415926535897I，j虛數(shù)單位。inf無窮大，例如計(jì)算n/0（n非0）。NaN非數(shù)，例如計(jì)算0/0，inf/inf。computer計(jì)算機(jī)類型和操作系統(tǒng)。flops統(tǒng)計(jì)該工作空間浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)算次數(shù)。version所用Matlab的版本。

在MATLAB的工作空間中，有幾個(gè)特殊的變量值。下表列出了這些變量名及其含義。7.3數(shù)據(jù)類型MATLAB共有六種基本的數(shù)據(jù)類型，每一種類型都可以是一維、二維和多維的。這六種是：雙精度型(double)、字符型(char)、稀疏型(sparse)，8位型(uint8)、細(xì)胞型(cell)和結(jié)構(gòu)型(struct)。一般把這六種類型的二維變量稱為矩陣，其中最常用的是雙精度矩陣和字符型數(shù)組。

MATLAB的計(jì)算都采用雙精度，MATLAB提供的絕大部分函數(shù)都是對雙精度矩陣和字符串操作的，其他幾種數(shù)據(jù)類型用于特殊的場合。比如8位型用于圖像處理，稀疏型用于稀疏矩陣，細(xì)胞型和結(jié)構(gòu)型一般用于編寫大型軟件。

數(shù)組在最上一層，表明MATLAB的所有數(shù)據(jù)類型都是向量。從大類上數(shù)組可分為字符型、細(xì)胞型、結(jié)構(gòu)型和數(shù)值型；數(shù)值型又可分為雙精度型和8位型；稀疏型是雙精度型的一種，因?yàn)橄∈杈仃嚨拿恳粋€(gè)元素都是以雙精度存儲和運(yùn)算的。圖7.2數(shù)據(jù)類型圖

六種數(shù)據(jù)類型的關(guān)系可用圖7.2表示。數(shù)據(jù)類型(class)舉例

解釋

double

[12；34]5+6i雙精度數(shù)值類型，是最常用的類型。char‘hello’字符數(shù)組，每個(gè)字符占16位。

sparsesparse（5）雙精度稀疏矩陣，只存儲矩陣中的非0元素。cell{17'hello'eye(2)]}細(xì)胞數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)元素可為不同類型、不同維數(shù)。struct

a.day=12;a.color='red'a.mat=magic(5);結(jié)構(gòu)數(shù)組相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫的記錄，把相關(guān)的數(shù)據(jù)列在在一起，為屬性，不同屬性的數(shù)據(jù)類型可以不同。unit8unit8(magic(3))8位型，為無符號整數(shù)，最大可表示255，不能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。表7.3數(shù)據(jù)類型舉例

變量的數(shù)據(jù)類型可用函數(shù)isa來查看，其調(diào)用格式為：

isa(變量名，數(shù)據(jù)類型)

當(dāng)矩陣s為稀疏矩陣時(shí)，下面三條命令都將返回1。

isa(s,'sparse')

isa(s,'double')

isa(s,'numeric')

所有MATLAB的六種數(shù)據(jù)類型都支持一定的函數(shù)和運(yùn)算(方法)，子一層的數(shù)據(jù)類型支持其父一層的所有運(yùn)算，例如雙精度型數(shù)據(jù)支持所有數(shù)組一層的計(jì)算。數(shù)據(jù)類型方法

數(shù)組

多維下標(biāo)、組合(如'[ab]')、轉(zhuǎn)置、行列初等變換、數(shù)組變形(reshape)、求維數(shù)、各維的大小(size,length，ndims細(xì)胞型各元素用{}引用。字符型字符函數(shù)(sutrcmp,lower)，計(jì)算時(shí)自動轉(zhuǎn)換成雙精度型。

數(shù)值型find函數(shù)、復(fù)數(shù)元素、冒號算符(1:10)。

雙精度型數(shù)學(xué)算符(+,-,*，/等)、邏輯算符(><&|等)、矩陣函數(shù)(eig、std等)、數(shù)學(xué)函數(shù)(sin、cos、sum、prod、sort等)。稀疏型稀疏函數(shù)和算符(/，.*，splu，spchol等)。結(jié)構(gòu)型屬性引用。

8位型存儲特性(詳見ImageProcessing工具箱)。表7.4數(shù)據(jù)類型及支持的方法

與其他應(yīng)用軟件不同之處在于，MATLAB不能用double、char來定義變量。之所以把數(shù)據(jù)類型分為六種，只是為了把具有相同性質(zhì)的數(shù)組歸納分類。

8位型數(shù)據(jù)不能做任何計(jì)算，在計(jì)算之前，必須用函數(shù)double轉(zhuǎn)換為雙精度數(shù)據(jù)。在MATLAB里，可以創(chuàng)建自定義數(shù)據(jù)類型，也可以為已有的數(shù)據(jù)類型增加新的使用方法。自己定義的數(shù)據(jù)類型可以和MATLAB已有的數(shù)據(jù)類型一樣使用。

7.4運(yùn)算符MATLAB的運(yùn)算符可分為三類：算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符。其中算術(shù)運(yùn)算符的優(yōu)先級最高，其次是關(guān)系運(yùn)算符，再其次是邏輯運(yùn)算符。下面將分別介紹這三類運(yùn)算符和邏輯函數(shù)。

一、算術(shù)運(yùn)算符

按照運(yùn)算符的優(yōu)先級可把算術(shù)運(yùn)算符分為五級，在每一級里的運(yùn)算符有同樣的優(yōu)先級，在運(yùn)算時(shí)自左向右結(jié)合。各級包含的運(yùn)算符為：

①優(yōu)先級最高的是轉(zhuǎn)置符(.')、冪符(.^)、復(fù)共軛轉(zhuǎn)置(')、矩陣冪符(')：

②標(biāo)量加(+)、標(biāo)量減(-)；

③向量乘法(.*)、向量右除(．/)、向量左除(.\)、矩陣乘法(*)、矩陣右除(/)、矩陣左除(\)；

④加法(+)、減法(-)；

⑤冒號運(yùn)算符(:)。

MATLAB默認(rèn)的運(yùn)算優(yōu)先等級可用括號強(qiáng)制改變。例如下面兩個(gè)算式的計(jì)算先后順序不一。

C=A．/B.^2

C=(A./B).^2

大部分的算術(shù)運(yùn)算符只對相同維數(shù)的數(shù)組的對應(yīng)運(yùn)算作運(yùn)算。對于矩陣和向量，算術(shù)運(yùn)算符連接的兩個(gè)運(yùn)算數(shù)必須同維或者兩個(gè)中有一個(gè)是標(biāo)量。當(dāng)一個(gè)運(yùn)算數(shù)是標(biāo)量時(shí)，運(yùn)算符將把標(biāo)量和另一個(gè)運(yùn)算數(shù)的每一個(gè)運(yùn)算數(shù)進(jìn)行運(yùn)算。

二、關(guān)系運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符對于程序的流程控制非常有用，在MATLAB的循環(huán)和條件控制中經(jīng)常使用。MATLAB里共有六個(gè)關(guān)系運(yùn)算符，它們是：

<

小于

<=

小于等于

>

大于

>=

大于等于

==

等于

~=

不等于

所有關(guān)系運(yùn)算符連接的兩個(gè)運(yùn)算數(shù)必須是同維、每維同大小的。對于長方形矩陣和向量，兩個(gè)運(yùn)算數(shù)或者同維、同大小，或者其中—個(gè)為標(biāo)量。當(dāng)有—個(gè)運(yùn)算數(shù)是標(biāo)量時(shí)，關(guān)系運(yùn)算符把標(biāo)量和另一個(gè)運(yùn)算數(shù)的每個(gè)運(yùn)算進(jìn)行比較。關(guān)系運(yùn)算符將生成一個(gè)0-1矩陣，當(dāng)運(yùn)算數(shù)相應(yīng)元素對于關(guān)系運(yùn)算符為真時(shí)，對應(yīng)位置上生成1，否則為0。切記，MATLAB的所有關(guān)系運(yùn)算符都是對運(yùn)算數(shù)中對應(yīng)的元素逐個(gè)計(jì)算。例如：

A=[276；90-10；30.56];

B=[80.20；325；407]：

A<B

ans=

100

011

l01

當(dāng)一個(gè)矩陣A和空矩陣用關(guān)系運(yùn)算符比較時(shí)，MATLAB將給出錯(cuò)誤信息。要檢驗(yàn)一個(gè)矩陣是否為空矩陣，應(yīng)使用函數(shù)isempty。例如，當(dāng)矩陣A為空矩陣時(shí)，命令isempty(A)將得到1。

A=[123;456];B=[];

isempty(A)ans=0isempty(B)ans=1

四、邏輯函數(shù)除了與(&)、或(|)、非(~)這三個(gè)邏輯運(yùn)算符以外，MATLAB還提供了一些邏輯運(yùn)算函數(shù)。主要有異或函數(shù)（xor）、all函數(shù)、any函數(shù)、isnan函數(shù)、isinf函數(shù)和isfinite

函數(shù)。異或函數(shù)xor對兩個(gè)運(yùn)算數(shù)作異或運(yùn)算。當(dāng)兩個(gè)運(yùn)算數(shù)中對應(yīng)元素邏輯上的真假值相反時(shí)，表達(dá)式的值為真，其他情況(兩個(gè)都真或兩個(gè)都假)為假。異或函數(shù)xor返回值為0-1矩陣。當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為真時(shí)，返回元素1，否則返回0。例如，變量a和b都為1時(shí)，命令xor(a,b)將得到ans=0。

當(dāng)向量的元素都為真時(shí)，all函數(shù)將返回變量1，否則返回變量0。對于矩陣，函數(shù)all對列操作。當(dāng)某列的元素都為真時(shí)，返回值1。函數(shù)all對于矩陣的最終運(yùn)算結(jié)果為一個(gè)行向量。例如，

u=[12340;32451];

All(u)ans=11110

當(dāng)向量中至少有一個(gè)元素為真時(shí)，函數(shù)any將返回變量1；只有當(dāng)向量中的所有元素全為假才返回變量0。和函數(shù)all一樣，當(dāng)運(yùn)算數(shù)為矩陣時(shí)，函數(shù)any將逐列運(yùn)算，最后返回結(jié)果為一個(gè)0-1行向量。

函數(shù)isnan、isinf和isfinite返回和運(yùn)算數(shù)同維的數(shù)組。當(dāng)運(yùn)算數(shù)的元素為NaN時(shí)，函數(shù)isnan在返回?cái)?shù)組的相應(yīng)位置返回1，否則返回0。當(dāng)運(yùn)算數(shù)的元素為inf時(shí)，函數(shù)isinf在返回?cái)?shù)組的相應(yīng)位置返回l，否則返回0。當(dāng)運(yùn)算數(shù)的元素不為inf和NaN時(shí)，函數(shù)isfinite在相應(yīng)的位置返回1，否則返回0。下面為一個(gè)使用函數(shù)isnan、isinf和isfinite的例子。在程序段第三行中的運(yùn)算符“/”表示對矩陣的對應(yīng)元素相除。

A=[015;2NaNinf];B=[001;525inf];C=A./B

Warning：Dividebyzero．

C=NaNInf5.00000.4000NaNNaN

isfinite(C)

ans=001100

isnan(C)

ans=100011

isinf(C)ans=010000

當(dāng)NaN和別的數(shù)計(jì)算時(shí)，所得結(jié)果均為NaN，事實(shí)上，所有含NaN的表達(dá)式的值均為NaN，一般稱這為NaN的傳播性。表達(dá)式inf/inf、0/0的值為NaN。表達(dá)式1/inf的值為0。

函數(shù)find用于于查找向量中的真元素的下標(biāo)。對于數(shù)值向量，真元素即為非0元素。在find的常用調(diào)用格式中，將返回向量中滿足要求的下標(biāo)組成的列向量。下面的程序段給出它的用法。

A=magic(3)％生成三階魔方矩陣。

A=

816

357

492

i=findt(A>5)％查找命令A(yù)>5生成的0-1矩陣中的非0元素，并將非元素在矩陣中的一維下標(biāo)生成列向量i。

i=

1

6

7

8

A(i)=1000％將魔方矩陣中下標(biāo)為i的元素賦值為1000。

A=

100011000

3

51000

41000

2

五、位運(yùn)算符

matlab提供了豐富的位運(yùn)算功能。位運(yùn)算符見表7.4。

位運(yùn)算符說明bitand位對位的ANDbitcmp每個(gè)位的NOTbitor每個(gè)位的ORbitxor位對位的XORbitset設(shè)定某位bitget取得某位bitshift移位

例如，數(shù)字10的二進(jìn)制值是1010，4的二進(jìn)制是0100，因此數(shù)字10和4的bitor應(yīng)為14，可驗(yàn)證如下：

>>bitor（22，4）

ans=

14

又例如，將18的二進(jìn)制表示法向左移一位，其效果相當(dāng)于乘2，可驗(yàn)證如下：

>>bitshift（10，1）

>>ans=

36

六、集合運(yùn)算符

matlab提供了豐富的集合運(yùn)算功能。位運(yùn)算符見表7.5。

集合預(yù)算符說明union并集intersect交集setdiff差集setxor集合的XORunique返回最小等效集合（每個(gè)元素只出現(xiàn)一次）ismember測試元素是否屬于某集合例如:

>>x=[123456];

>>y=[1155999];

union_result=union(x,y)

union_result=

1

2

3

4

5

6

9

>>intersect_result=intersect(x,y)

intersect_result=

1

5

>>setdiff_result=setdiff(x,y)

setdiff_result=

2

3

4

6

>>setxor_result=setor(x,y)

setor_result=

2

3

4

6

9

7.5程序流程控制

程序流程控制MATLAB提供重復(fù)循環(huán)(Loop)及條件判斷(Condition)等程序流程控制(FlowControl)的語句，最簡單的程序重復(fù)執(zhí)行語句是for循環(huán)(For-loop)，其基本使用語法為：

for變量=向量

表達(dá)式;

end

其中變量的值會被依次設(shè)定為向量的每一個(gè)元素值，來重復(fù)執(zhí)行介于for和end之間的表達(dá)式。因此，若無意外情況，表達(dá)式執(zhí)行的次數(shù)會等于矩陣的列數(shù)。

>>x=zeros(1,6)；

％預(yù)先分配矩陣x為一個(gè)維數(shù)1*6的零矩陣

>>fori=1:6

>>

x(i)=1/i;

>>end

>>disp(x)

％顯示矩陣x的內(nèi)容

1.0000

0.5000

O.3333

0.2500

0.2000

0.1667

在上例中，矩陣x最初是一個(gè)1*6大小的零矩陣，在for循環(huán)中，變量i的值依次是1到6(即矩陣[123456]中的每一列向量內(nèi)容)，因此矩陣x的第i個(gè)元素的值依次被設(shè)為1/i。>>x=[2451169]；>>forn=x>>y(n)=n/10;>>end>>y>>y=00.200000.40000.50000.6000000.900001.1000

循環(huán)次數(shù)決定于x數(shù)組的列數(shù)，for循環(huán)一次，n就取x中的一列值作為其值，一次執(zhí)行結(jié)束之后，n就取x下一列的值，直到x的最后一列。Y則取x向量中最大值作為數(shù)組元素的個(gè)數(shù)，即y（1）至y（11）。

另一個(gè)常用到的程序重復(fù)執(zhí)行語句是while循環(huán)(While—loop)，其基本使用語法為：

while條件式

表達(dá)式；

end

也就是說，只要條件式成立，表達(dá)式就會一再被重復(fù)執(zhí)行。例如,先前用for循環(huán)產(chǎn)生的調(diào)和序列的做法，可用while循環(huán)改寫如下：

>>x=zeros(1,6)；

%x是—個(gè)l*6的零矩陣

>>i=1；

>>whilei<=6

>>x(i)=1/i；

>>i=i+l；

>>end

>>disp(x)

1.0000

0.5000

0.3333

0.2500

0.2000

0.1667

提示：預(yù)先分配矩陣

上面的幾個(gè)例子中，使用zeros來預(yù)先分配(Pre-allocate)了一個(gè)適當(dāng)大小的矩陣。若不預(yù)先分配矩陣，程序仍可執(zhí)行，但此時(shí)MATLAB需要?jiǎng)討B(tài)地增加(或減小)矩陣的大小，因而降低了程序的執(zhí)行效率。所以在使用一個(gè)矩陣時(shí)，著能在事前知道其大小，則最好先使用zeros或ones等命令來預(yù)先分配矩陣所需的內(nèi)存大小，以提高程序的執(zhí)行效率。

MATIAB也提供根據(jù)條件判斷來控制程序流程的語句，最常見為if-else-end的語句組合，其基本語法為：

if

條件式

表達(dá)式；

else

表達(dá)式；

end

>>ifrand(1,1)>0.5

>>disp('GivenrandomnumberisgreaterthanO.5．')；

>>else

>>disp('GivenrandomnumberiSlessthan0.5.')；

>>end

Givenrandomnumberislessthan0.5．

有關(guān)程序流程控制，在后面會有更詳盡的介紹。

switch語句，其語法格式為：

switch表達(dá)式（％可以是標(biāo)量或字符串）

case值1

語句1case值2

語句2

….otherwise

語句nend

表達(dá)式的值和哪種情況(case)的值相同，就執(zhí)行哪種情況中的語句，如果不同，則執(zhí)行otherwise中的語句。格式中也可以不包括otherwise，如果表達(dá)式的值與列出的各種情況都不相同，則繼續(xù)向下執(zhí)行。

break是Matlab中的強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)命令，通常用在for和while循環(huán)中，當(dāng)執(zhí)行這個(gè)命令之后，Matlab就跳出for和while循環(huán)，轉(zhuǎn)到循環(huán)之外的下一條語句。>>EPS=1;>>fornum=1:1000EPS=EPS/2;

if(1+EPS)<=1EPS=EPS*2

break

endendEPS=2.2204e-016

提示：break命令僅迫使程序跳出一個(gè)循環(huán)。

continue也是一個(gè)強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)命令，當(dāng)Matalb遇到該命令時(shí)，就立即跳到for或while循環(huán)的end處，結(jié)束一次循環(huán)。例如：>>EPS=1;>>fornum=1:1000EPS=EPS/2;

if(1+EPS)>1

continue

endEPS=EPS*2

break

endEPS=2.2204e-016

提示：在這continue命令對if-end結(jié)構(gòu)沒有任何影響。Try-catch模塊使得用戶能捕獲程序執(zhí)行過程中的的錯(cuò)誤，以便決定如何對錯(cuò)誤進(jìn)行響應(yīng)。格式如下：

try

語句1…catch

語句2end

在執(zhí)行語句1過程中,如果沒有錯(cuò)誤發(fā)生，程序控制就直接跳到end語句，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤就立即轉(zhuǎn)移到catch語句，執(zhí)行語句2，在語句2中，通常會利用lasterr和lasterror函數(shù)獲取錯(cuò)誤信息，然后采取相應(yīng)的措施。例如：x=ones(4,2);y=4*eye(3)tryz=x*y;catchz=nan;disp(‘xandyarenotconfortmable.’)endzxandyarenotconfortmable.z=NaN7.6子函數(shù)

每一個(gè)函數(shù)文什可以包含多個(gè)函數(shù)。在函數(shù)文件的第一行定義的函數(shù)為主函數(shù)，當(dāng)調(diào)用文件名時(shí)，調(diào)用主函數(shù)。在函數(shù)文件中，除了第一行定義的函數(shù)外，其余的函數(shù)稱為子函數(shù)。子函數(shù)只能被該文件里的其他函數(shù)和主函數(shù)調(diào)用。

在函數(shù)文件里，子函數(shù)的定義和主函數(shù)相同。子函數(shù)的順序序是任意的。如果函數(shù)中包含return語句，則函數(shù)執(zhí)行到該語句終止，否則執(zhí)行到最后一行終止，使執(zhí)行權(quán)返回調(diào)用函數(shù)。例如：function

d=det(A)%DETdet(A)isthedeterminantofA.ifisempty(A)d=1;returnelse...end如果輸入矩陣為[]時(shí)，d=1，函數(shù)返回到調(diào)用處。function

out=main_func(x)%主函數(shù)

recip=reciproc(x);%調(diào)用子函數(shù)

out=sum(recip);function

output=reciproc(input)％子函數(shù)

output=1./input;此函數(shù)可調(diào)用如下：>>main_func([123])ans=1.8333

當(dāng)在一個(gè)函數(shù)文件中調(diào)用函數(shù)時(shí)，MATLAB首先檢查該函數(shù)是否為該文件的子函數(shù)。然后將檢查是否為局部函數(shù)，然后再檢查該函數(shù)是否為搜索路徑上的M文件名。由于最先搜索的是子函數(shù)名，所以子函數(shù)的名字可以和其他的M文件名相同。放在子目錄private下的函數(shù)稱為局部函數(shù)。只有private子目錄的父目錄里的函數(shù)才能調(diào)用這些局部函數(shù)。例如在目錄A下建立子目錄private，子目錄private中的函數(shù)只能被目錄A中的函數(shù)調(diào)用。所有private中的函數(shù)都稱為局部函數(shù)。由于private中的函數(shù)在A目錄以外不能被調(diào)用，所有private中的函數(shù)和A目錄以外的函數(shù)可以同名，而不會互相干擾。7.7錯(cuò)誤與警告信息

在很多情況下，需要對程序中對不同的錯(cuò)誤情況采取相應(yīng)的措施。例如，當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)輸入?yún)?shù)不對，希望程序能夠提示用戶；程序出錯(cuò)時(shí)希望顯示錯(cuò)誤信息；當(dāng)缺少某個(gè)參數(shù)時(shí)希望能采用默認(rèn)值計(jì)算等等。MATLAB提供了有效的錯(cuò)誤處理功能。

一、eval函數(shù)和lasterr函數(shù)函數(shù)eval和Iasterr是MATLAB處理錯(cuò)誤的基本工具。當(dāng)一個(gè)函數(shù)運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，函數(shù)eval允許運(yùn)行另外一個(gè)函數(shù)。函數(shù)lasterr將給出一個(gè)包含最后一次錯(cuò)誤信息的字符串。

函數(shù)eval的處理錯(cuò)誤的功能是通過雙參數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的。其調(diào)用格式為：

eval('字符串1'，'字符串2')

當(dāng)字符串1提供的運(yùn)算能正常實(shí)現(xiàn)時(shí)，忽略字符串2;當(dāng)字符串1運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，則運(yùn)行字符串2。