1、MATLAB程序設(shè)計,M文件編寫與調(diào)試,交互式的命令行工作方式 M文件的程序工作方式,腳本文件(命令文件),函數(shù)文件,兩類M文件,MATLAB兩種工作方式,6.1 腳本文件,腳本文件（命令文件）是將需要運行的命令編輯到一個命令文件中。 在MATLAB命令窗口輸入該命令文件的名字，就會順序執(zhí)行命令文件中的命令。 腳本文件沒有輸入?yún)?shù)，也不返回輸出參數(shù)。,1. input函數(shù)：用于向計算機輸入一個參數(shù)。 調(diào)用格式： 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(Whats your name:,s),數(shù)據(jù)的輸入,【

2、例1】 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 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) 將該程序以a1.m文件存盤，然后運行a1.m文件。,2 pause函數(shù)：暫停程序的執(zhí)行。 調(diào)用格式： pause(延遲秒數(shù)) 注：如果省略延遲時間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續(xù)執(zhí)行。,hold on % 圖形迭加 axis(0,100,0,120); % 設(shè)置坐標(biāo)軸 k=0;A=0,0; %導(dǎo)彈初始位置 B=0,100; %飛機

3、初始位置 v=1;dt=1; %離散時間改變量 d=100; %相距距離 while d0.5 plot(A(1),A(2), r.); %畫導(dǎo)彈位置 plot(B(1),B(2), b*); %畫飛機位置 pause(0.2); k=k+1; B=B+v*dt,0; %飛機移動位置 e=B-A; %導(dǎo)彈指向飛機向量 d=norm(e); e0=e/d; %取向量方向（單位化） A=A+2.0*v*dt*e0; %導(dǎo)彈追擊位置 end,a2.m,【例2】,數(shù)據(jù)的輸出,3 disp函數(shù)：命令窗口輸出函數(shù)。 調(diào)用格式： disp(輸出項) 注：輸出項為字符串或矩陣。,【例3】 A=Hello,MA

4、TLAB; disp(A) %輸出為： Hello,MATLAB,程序結(jié)構(gòu)： 順序結(jié)構(gòu) MatLab程序運算順序 選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）If 條件 ， 表達(dá)式; else(if), 表達(dá)式; endSwitch 表達(dá)式， case 表達(dá)式，otherwise end 循環(huán)結(jié)構(gòu) For 變量=表達(dá)式， 循環(huán)語句; endWhile 條件，語句 ; end,6.1.1 MATLAB的程序結(jié)構(gòu),【例4】 if語句運用舉例：輸入三角形的三條邊，求面積。,A=input(請輸入三角形的三條邊：); if A(1)+A(2)A(3) else disp(不能構(gòu)成一個三角形。) end %運行： 請輸入三角形

5、的三條邊：4 5 6 a4.m,程序結(jié)構(gòu): if選擇結(jié)構(gòu),【例5】 switch語句運用舉例：根據(jù)變量 num 的值來決定顯示的內(nèi)容。,num=input(請輸入一個數(shù)); switch num case -1 disp(I am a teacher.); case 0 disp(I am a student.); case 1 disp(You are a teacher.); otherwise disp(You are a student.); end,a5.m,程序結(jié)構(gòu): switch 選擇結(jié)構(gòu),實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句： 1 for語句： 格式： for 循環(huán)變量=表達(dá)式1:表達(dá)式2:表達(dá)

6、式3 循環(huán)體語句 end 注：其中表達(dá)式1的值為循環(huán)變量的初值，表達(dá)式2的值為步長，表達(dá)式3的值為循環(huán)變量的終值。步長為1時，表達(dá)式2可以省略。 2 while語句 格式： while (條件) 循環(huán)體語句 end,程序結(jié)構(gòu):循環(huán)結(jié)構(gòu),【例6】循環(huán)語句應(yīng)用舉例：計算滿足表達(dá)式 的最大y、n值。i為正整數(shù)。 y=0; i=1; while 1 %循環(huán)的條件為1。本例循環(huán)條件總是滿足的，是個永真循環(huán) f=1/(2*i-1); y=y+f; if y3 break; end i=i+1; end n=i-1 y=y-f,Break語句 break語句常用在for或while循環(huán)語句中，一般與if語句

7、一起使用。其作用是當(dāng)滿足if語句時，在循環(huán)尚未結(jié)束時跳出當(dāng)前循環(huán)。在嵌套循環(huán)中，break只能跳出包含它的最內(nèi)層循環(huán)。,程序結(jié)構(gòu): while循環(huán)結(jié)構(gòu),Continue 語句 continue也常和if語句一起用在for或while循環(huán)中。其作用是當(dāng)滿足if語句時跳過循環(huán)體內(nèi)位于continue之后的那些尚未執(zhí)行的語句，執(zhí)行下一次循環(huán)的判斷。（但不會跳出當(dāng)前循環(huán)）,循環(huán)的嵌套,如果一個循環(huán)結(jié)構(gòu)的循環(huán)體又包括一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，就稱為循環(huán)的嵌套，或稱為多重循環(huán)結(jié)構(gòu)。 多重循環(huán)的嵌套層數(shù)可以是任意的?？梢园凑涨短讓訑?shù)，分別叫做二重循環(huán)、三重循環(huán)等。處于內(nèi)部的循環(huán)叫作內(nèi)循環(huán)，處于外部的循環(huán)叫作外循環(huán)。,【

8、例7】多重循環(huán)結(jié)構(gòu)舉例：求100,1000以內(nèi)的全部素數(shù)。,n=0; for m=100:1000 flag=1; j=m-1; i=2; while i=j %變量prime存放素數(shù) end end prime,a7.m,程序結(jié)構(gòu): 多重循環(huán)結(jié)構(gòu),6.2 函數(shù)文件,函數(shù)文件：每一個函數(shù)文件都定義一個函數(shù)。MATLAB提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)大部分都是由函數(shù)文件定義的。函數(shù)文件可以輸入?yún)?shù)，也可返回輸出參數(shù)。,與腳本（命令）文件不同，函數(shù)文件猶如一個“黑箱”，把一些數(shù)據(jù)送入處理，再把結(jié)果送出來。MATLAB提供的函數(shù)指令大部分都是由函數(shù)文件組成。,1函數(shù)文件格式,函數(shù)文件由function語句引導(dǎo)，其格

9、式為： function 輸出形參表=函數(shù)名(輸入形參表) 注釋說明部分 函數(shù)體 注：其中函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。輸入形參為函數(shù)的輸入?yún)?shù)，輸出形參為函數(shù)的輸出參數(shù)。如果輸出形參個數(shù)多于1，則應(yīng)該用方括號括起來。,2函數(shù)文件調(diào)用,函數(shù)調(diào)用的一般格式是： 輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表),function Yd=DYdt(t,Y) %輸入量 global G ME % 定義全局變量 xy=Y(1:2);Vxy=Y(3:4); % ,global G ME G=6.672e-11;ME=5.97e24; . t,YY=ode45(DYdt,tspan,Y0); %采用4、5階Runge-Ku

10、tta法,結(jié)構(gòu)形式上： 函數(shù)文件的第一行總是以“function”引導(dǎo)，稱為函數(shù)申明行。該行以關(guān)鍵字function開頭，函數(shù)名以及函數(shù)的輸入輸出變量都在這一行被定義。 函數(shù)申明行之后以%開頭的第一行稱注釋行。這行供lookfor關(guān)鍵字查詢。 第一注釋行及其之后的連續(xù)以%開頭的所有注釋行構(gòu)成整個在線幫助文本?？赏ㄟ^help查詢到，稱為幫助文本區(qū)。 與在線幫助文本區(qū)相隔一個“空”行，也以%開頭，標(biāo)志編寫及修改該M文件的作者和日期，稱為編寫和修改記錄。 接下來是函數(shù)體。為清晰起見，它與前面的注釋行以“空”格隔開。,6.2.1 函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)與特點,function Yd=DYdt(t,Y) %輸入

11、量 global G ME % 定義全局變量 xy=Y(1:2);Vxy=Y(3:4); % r=sqrt(sum(xy.2); % Yd=Vxy;-G*ME*xy/r3; %計算Y(t),運行上與腳本文件運行不同 ： -腳本文件運行后 ，所產(chǎn)生的所有變量都駐留在 MATLAB基本工作空間（Base workspace）中。只要用戶不使用清除指令（clear）， MATLAB指令窗不關(guān)閉，這些變量將一直保存在基本工作空間中。 -函數(shù)文件運行時，MATLAB專門為它開辟一個臨時工作空間，稱為函數(shù)工作空間（Function workspace）。當(dāng)執(zhí)行文件最后一行指令時，就結(jié)束該函數(shù)文件的運行，同

12、時該臨時函數(shù)工作空間及其所有的中間變量就會立即被清除。,6.2.1 函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)與特點,6.2.2 函數(shù)文件調(diào)用,調(diào)用格式：輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表) 函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順序、個數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時形參的順序、個數(shù)一致，否則會出錯。調(diào)用時先將實參傳遞給相應(yīng)的形參，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。 函數(shù)調(diào)用可以嵌套，一個函數(shù)可以調(diào)用別的函數(shù)，甚至可以調(diào)用它自己（遞歸調(diào)用）。 文件名與函數(shù)名必須一一對應(yīng)，這樣才能保證調(diào)用成功。如果函數(shù)名和文件名不一致時以文件名為主,【例8】 編寫函數(shù)文件求小于任意自然數(shù)n的 Fibonacci數(shù)列。,function f=ffib(n) %用于求

13、Fibonacci數(shù)列的函數(shù)文件 %f=ffib(n) %1999年30日編 f=1,1; i=1; while f(i)+f(i+1)n f(i+2)=f(i)+f(i+1); i=i+1; end,將以上函數(shù)文件以文件名ffib.m存盤，然后在MATLAB命令窗口輸入以下命令，可求小于2000的Fibonacci數(shù)： ffib(2000),函數(shù)文件編寫與調(diào)用,【例9】 利用函數(shù)文件，實現(xiàn)直角坐標(biāo)(x,y)與極坐標(biāo)(,)之間的轉(zhuǎn)換。,函數(shù)文件tran.m： function gama,theta=tran(x,y) gama=sqrt(x*x+y*y); theta=atan(y/x);,轉(zhuǎn)

14、換公式： 極坐標(biāo)的矢徑：= 極坐標(biāo)的幅角：tg()=y/x,命令窗口直接調(diào)用： g,th=tran(1,2),函數(shù)文件編寫與調(diào)用,調(diào)用文件main1.m： x=input(Please input x=:); y=input(Please input y=:); gam,the=tran(x,y); gam, the,main1,6.2.2 函數(shù)文件調(diào)用,調(diào)用格式：輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表) MATLAB允許使用比“標(biāo)稱數(shù)目”少的輸入輸出參數(shù)，實現(xiàn)對函數(shù)的調(diào)用。 調(diào)用函數(shù)時，MATLAB用兩個永久變量nargin和nargout分別記錄調(diào)用該函數(shù)時的輸入實參和輸出實參的個數(shù)。 只要在函數(shù)

15、文件中包含這兩個變量，就可以準(zhǔn)確地知道該函數(shù)文件被調(diào)用時的輸入輸出參數(shù)個數(shù)，從而決定函數(shù)如何進(jìn)行處理。,【例10】 nargin用法示例,函數(shù)文件charry.m： function fout=charry(a,b,c) if nargin=1 fout=a; elseif nargin=2 fout=a+b; elseif nargin=3 fout=(a*b*c)/2; end,命令文件mydemo.m： x=1:3;y=4; charry (x) charry (x,3) charry (x,y,3),執(zhí)行mydemo.m后的輸出是： ans = 1 2 3 ans = 4 5 6 an

16、s = 6 12 18 %注意：nargin和nargout本身都是函數(shù)，所以用戶不能賦值，也不能直接顯示,函數(shù)文件編寫與調(diào)用,函數(shù)的類別,主函數(shù)和子函數(shù)： 開頭定義的函數(shù)文件為主函數(shù)，而在函數(shù)體內(nèi)定義的其他函數(shù)為子函數(shù)。 子函數(shù)只能被主函數(shù)或者同一主函數(shù)下的其他子函數(shù)所調(diào)用。 局部函數(shù) Matlab語言中把存放在目錄private下的函數(shù)稱為局部函數(shù)，這些函數(shù)只有private目錄的父目錄中的函數(shù)才可以調(diào)用，而子函數(shù)只能被其所在M文件的主函數(shù)所調(diào)用，所以，局部函數(shù)在可用范圍上大于子函數(shù)。 注：M文件調(diào)用函數(shù)時，首先檢測該函數(shù)是否為此文件的子函數(shù)；如不是，再檢測是否為可用的局部函數(shù)；仍然為否時

17、，再檢測該函數(shù)是否為Matlab搜索路徑上的其他M文件。,6.2.3全局變量和局部變量,全局（Global）變量：通過 global 指令定義，MATLAB允許幾個不同的函數(shù)以及基本工作空間共享同一個變量，這種被共享的變量稱為全局變量。 局部（Local）變量：它存在于函數(shù)內(nèi)部的中間變量，產(chǎn)生于函數(shù)的運行過程中，其影響范圍僅限于該函數(shù)本身 %全局變量的作用域是整個MATLAB工作空間，即全程有效。因此，定義全局變量是函數(shù)間傳遞信息的一種手段。但由于所有的函數(shù)都可以對它進(jìn)行存取和修改，故易出錯。,【例11】建立函數(shù)文件wadd.m，函數(shù)將輸入的參數(shù)乘以相應(yīng) 的系數(shù)后相加。,function f=wadd(x,y) % add two variable global ALPHA BETA % 識別命令窗口的alpha beta值 f=ALPHA*x+BETA*y;