1、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),和其他語言一樣，MATLAB的程序結(jié)構(gòu)也不外三種：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。,5、程序結(jié)構(gòu)和流程控制,5.1 順序結(jié)構(gòu),順序結(jié)構(gòu)即指順序往下執(zhí)行的程序語句結(jié)構(gòu)，其實(shí)也就是一組復(fù)合的表達(dá)式。在MATLAB中，表達(dá)式之間可以用分號(hào)、逗號(hào)或換行來分隔。如前例的函數(shù)文件summ.m和命令文件use.m均為順序結(jié)構(gòu)。,5.2 分支結(jié)構(gòu),1、MATLAB的分支結(jié)構(gòu),程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),2、分支結(jié)構(gòu)的語句形式及實(shí)例,分支結(jié)構(gòu)就是由邏輯判斷決定程序執(zhí)行流轉(zhuǎn)方向的一種結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有if.else.end和switch.case.end兩種形式。,第一類分支結(jié)構(gòu)采用的語句形式有3種：,if 表達(dá)式 語句組

2、1 end,if 表達(dá)式 語句組1 else 語句組2 end,if 表達(dá)式 A 語句組1 elseif 表達(dá)式B 語句組2 else 語句組3 end,注意：除直接應(yīng)用上述三種形式外，第3種結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展，if 還可以嵌套。,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),舉例： 例5.1 輸入數(shù)n，判斷其奇偶性。 程序式書寫法：* n=input(n=); if rem(n,2)=0 A=even else A=odd end,更完善的程序式書寫法： n=input(n=); if isempty(n)=1 A=empty elseif rem(n,2)=0 A=even else A=odd end,命令行書寫法： n=in

3、put(n=); if isempty(n)=1 A=empty, elseif rem(n,2)=0; A=even,else, A=odd, end,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),例5.2 寫程序，判斷某一年是否閏年*。,C語言程序： main() int year,leap; scanf(“%d”,MATLAB程序： year=input(year=); if rem(year,4)=0 if rem(year,100)=0 if rem(year,400)=0 leap=1; else leap=0; end else leap=1; end else leap=0; end if leap disp

4、lay(is a leap year) else display(is not a leap year) end,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),switch 表達(dá)式 case 值1 語句組1 case 值2 語句組2 otherwise 語句組n,第二類分支結(jié)構(gòu)采用的語句形式如下：,注意：switch后的表達(dá)式的結(jié)果值，通常為標(biāo)量或字符串。,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),舉例： 例5.3 用switch語句改寫例3.1。,程序式書寫法： n=input(n=); switch mod(n,2)* case 1 A=奇 case 0 A=偶 otherwise A=空 end,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),例5.4 給出一百分制成績，要求輸出

5、成績等級(jí)A、B、C、D、E。90分以上為A，8089分為B，7079分為C，6069分為D，60分以下為E。,C語言程序： main() int score,g; scanf(“%d”, ,MATLAB程序： score=input(score=); g=round(score/10-0.5); if g=10 display(A) else switch g case 9，display(A) case 8，display(B) case 7，display(C) case 6，display(D) otherwise display(E) end end,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1、MATLAB的循

6、環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)就是執(zhí)行重復(fù)運(yùn)算的一段程序。MATLAB的循環(huán)語句有for.end和while.end兩種形式。 2、循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式及實(shí)例,5.3 循環(huán)結(jié)構(gòu),For循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式：,for 變量=初值:增量:終值 語句組 end,注意：for 還可以嵌套。,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),舉例： 例5.5 列出構(gòu)成Hilbert矩陣的程序。 clear, close all format rat, n=input(n=), for i=1:n for j=1:n h(i,j)=1/(i+j-1); end end h,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),例5.6 求100200間的全部素?cái)?shù)*。,C語言程序： # includ

7、e main() int m,k,i,n=0; for(m=101;m=k+1) printf(“%d”,m); n=n+1; ,MATLAB程序： n=0;x=1:21; for m=101:2:200 k=round(sqrt(m+1)-0.5); for i=2:k if rem(m,i)=0 break, end j=i+1; if j=k+1 n=n+1; x(n)=m; end end end x,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),While循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句形式：,while 表達(dá)式 語句組 end,注意：while 語句中的表達(dá)式通常為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。,舉例： 例5.7 求如下級(jí)數(shù)的和：1+1

8、/2+1/3+1/4+1/100。 s=0;n=1; while n=100 s=s+1/n; n=n+1; end,s,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),例5.8 用/41-1/3+1/5-1/7+公式求的近似值，直到最后一項(xiàng)的絕對(duì)值小于10-6為止。,C語言程序： #include main( ) int s; float n,t,pi; t=1, pi=0; n=1.0; s=1; while(fabs(t)1e-6) pi=pi+t; n=n+2; s=-s; t=s/n; pi=pi*4; printf(“pi=%10.6fn”,pi); ,MATLAB程序： t=1;pi=0; n=1;s=1; wh

9、ile abs(t)1e-6 pi=pi+t; n=n+2; s=-s; t=s/n; end pi=4*pi,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),匿名函數(shù)可以接受多個(gè)輸入輸出參數(shù)。創(chuàng)建匿名函數(shù)的格式： fhandle=(arglist) expr 其中：“expr”通常是一個(gè)簡單的MATLAB變量表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能；“arglist”是參數(shù)列表；“”是MATLAB中創(chuàng)建函數(shù)句柄的操作符.,匿名函數(shù)實(shí)例： myfhd1=(x)(x+x.2) myfhd1(2) ans=6 myfhd2=(x,y)(sin(x)+cos(y) myfhd2(pi/2,pi/6) ans=1.8660,每一個(gè)M文件第一行定義的文件

10、就是M文件主函數(shù)，一個(gè)M文件只能包含一個(gè)主函數(shù)，通常將M文件名和M文件主函數(shù)名設(shè)為一致。,在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部可以定義一個(gè)或多個(gè)函數(shù)，這種定義在其他函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)被成為嵌套函數(shù)。,嵌套函數(shù)的書寫語法格式如下： function x=A(p1,p2) function y=B(p3) end end,嵌套函數(shù)的互相調(diào)用需要注意和嵌套的層次密切相關(guān)，例：function A(x,y) %外層函數(shù)A（例如主函數(shù)） B(x,y); D(y); function B(x,y) %A的嵌套函數(shù)（B的父函數(shù)為A） C(x); D(y); function C(x) %B的嵌套函數(shù)（C的父函數(shù)為B） D(x); e

11、nd end,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),實(shí)例1 matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對(duì)象的建立,net=newff(xm,xM,h1,hk,f1,fk); xm,xM分別為列向量(行數(shù)為變量個(gè)數(shù))，分別存儲(chǔ)每個(gè)變量的最小值和最大值。 h1,hk表示網(wǎng)絡(luò)各層的節(jié)點(diǎn)數(shù), 一共有k層. f1,fk表示各層使用的傳輸函數(shù)，默認(rèn)為tansig，即Sigmoid函數(shù)。還可使用函數(shù)purelin，即f(x)=x。 其它可看matlab幫助: help newff,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對(duì)象net的屬性,net.IW：來自輸入層的加權(quán)矩陣。BP網(wǎng)絡(luò)只用net.IW1,表示各個(gè)輸入變量對(duì)第1層

12、各節(jié)點(diǎn)的加權(quán)矩陣。 net.LW：來自中間層的加權(quán)向量。 BP網(wǎng)絡(luò)用net.IW2,1表示第1隱層個(gè)節(jié)點(diǎn)向下一層個(gè)節(jié)點(diǎn)的加權(quán)矩陣； net.IW3,2表示第2隱層向下一層的加權(quán)矩陣 net.b：各層的偏移。Net.b1表示第1隱層個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏移,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),net.trainParam.epochs：最大訓(xùn)練步數(shù)。不過當(dāng)誤差準(zhǔn)則滿足時(shí)，即使沒達(dá)到此步數(shù)也停止訓(xùn)練。缺省為100。 net.trainParam.goad：網(wǎng)絡(luò)誤差準(zhǔn)則，當(dāng)誤差小于此準(zhǔn)則時(shí)停止訓(xùn)練，缺省為0。 net.trainFcn：訓(xùn)練算法。缺省為 trainlm，即Levenberg-Marquardt算法。還可使用train

13、gdx，即帶動(dòng)量的梯度下降算法；traincgf，即共軛梯度法。 其它可看matlab幫助:help-contents- Neural Network Toobox- Network Object Reference; help(net.trainFcn),程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1.3 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練,net,tr,Y1,E=train(net,X,Y); net是函數(shù)newff建立的數(shù)據(jù)對(duì)象。 X為n*m的矩陣, n為輸入變量個(gè)數(shù), m為樣本數(shù)(即把每個(gè)樣本是一個(gè)列向量)。 Y為k*m的矩陣, k為數(shù)出變量個(gè)數(shù)。 tr返回訓(xùn)練的跟蹤信息, tr.epochs為訓(xùn)練步數(shù), tr.perf為各步目標(biāo)函數(shù)的值

14、。 Y1和E返回網(wǎng)絡(luò)最終的輸出和誤差。 訓(xùn)練結(jié)束后可以用plotperf(tr)來繪制目標(biāo)值隨著訓(xùn)練步數(shù)變化的曲線。,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),1.4 網(wǎng)絡(luò)的泛化(預(yù)測(cè)),Y=sim(net,X); net是函數(shù)newff建立的數(shù)據(jù)對(duì)象。 X為n*m的矩陣, n為輸入變量個(gè)數(shù), m為樣本數(shù)(即把每個(gè)樣本是一個(gè)行向量)。 Y為k*m的矩陣, k為數(shù)出變量個(gè)數(shù)。,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),2 例子:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)擬合(預(yù)測(cè)),試構(gòu)造合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型擬合如下數(shù)據(jù)點(diǎn),并預(yù)測(cè)x=10的值:,程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),matlab代碼,x=0:0.5:9.5; y=0, 0.43, 0.69, 0.74, 0.61, 0.36, 0.08, -0.17, -0.34, -0.4, -0.35, -0.23, -0.