第11章MATLAB基本编程.ppt

第11章 MATLAB基本编程 在使用MATLAB的过程中，可以直接在命令行窗口输入程序，采用交互式的方式进行编程，边输入程序边运行。对于大型的复杂程序，在命令行窗口中直接输入程序会非常的麻烦。MATLAB和其它的高级语言一样，可以进行程序的设计，编写扩展名为.m的M文件，实现各种复杂的计算。本章将详细介绍MATLAB的编程，程序的流程控制，以及函数编程等。 11.1 MATLAB编程概述 MATLAB是一种解释性语言，本身不能完成任何事情，只是对用户的程序进行解释执行。MATLAB语言是采用C语言编写的，因此语法和C语言非常相似。对于熟悉C语言的用户，学习MATLAB编程会非常容易。MATLAB编写的程序文件有两种：脚本M文件和函数M文件。 11.1.1 M文件的创建 在MATLAB中，M文件有两种类型：函数（Functions）和脚本（Scripts），都是以.m作为文件的扩展名。M文件为普通的ASCII文本文件，可以采用文字编辑和处理软件来建立。脚本是一系列命令、语句的简单组合。 11.1.2 脚本M文件 脚本文件中的变量都为全局变量，程序运行后，这些变量保存在MATLAB的基本工作空间内，一般采用函数clear清除这些变量。为了避免因为变量名相同引起冲突，一般在脚本文件的开始，都采用函数clear all，清除所有基本空间中的变量。 11.1.3 函数M文件 函数M文件在执行的过程中，所产生的变量一般都是局部变量，存放在函数自身的函数工作空间中，不会和基本工作空间中的变量产生冲突。对用户来说，函数M文件就像一个黑匣子，只有输入和输出。采用函数M文件，非常易于实现程序的模块化，可以实现程序的分工合作、共同开发，适合大型程序开发。 在MATLAB的命令行窗口输入：edit std.m，利用MATLAB文本编辑器打开函数M文件，如图11.2所示。函数std( )用于求样本数据的标准差，程序非常简单，但是包含了函数M文件的全部内容。 11.1.4 函数的参数传递 在MATLAB中，函数的参数传递是值传递，将变量或常量的值传递给函数的形式参数指定的变量，函数的计算在函数空间中进行，计算结束后，函数空间的变量被清除，函数的返回值返回到MATLAB的基本工作空间中。 在MATLAB中，函数nargin的值为输入参数的个数，函数nargout的值为输出参数的个数。 11.2 流程控制 MATLAB编程的基本结构包括：顺序结构、分支结构和循环结构，此外还有一些其它的控制语句。本节首先介绍MATLAB中的变量，然后将详细介绍三种基本的程序结构，最后介绍了交互式输入。 11.2.1 变量 在MATLAB中，变量的类型包括：局部变量、全局变量和永久变量。MATLAB为每个变量分配一块内存空间。变量和工作空间紧密联系。 1．局部变量 2．全局变量 全局变量采用global进行声明，格式为：global 变量1 变量2。中间采用空格进行分割。 3．永久变量 永久变量只能在函数M文件中进行定义，格式为：persistent 变量1 变量2。中间采用空格进行分割。 11.2.2 顺序结构 顺序结构是最简单的程序结构，用户在编写好程序后，按照从上到下、从左到右的顺序执行程序中的语句。由于没有控制语句，结构比较单一，但是这种程序比较容易编写。 11.2.3 分支结构 分支结构需要进行判断，只有满足一定的条件才执行某些语句。在MATLAB中，分支结构有两类：if语句和switch语句。下面分别进行介绍。 1．if…end语句 2．if…else…end语句 3．if… elseif… else…end语句 4．switch…case…end语句 11.2.4 循环结构 循环结构能够重复执行某一段相同的语句。MATLAB中，提供了两种循环语句，分别是for循环和while循环。如果已知循环次数，通常用for循环语句；如果未知循环次数，但有循环条件，则用while循环语句。 1．for循环语句 2．while循环语句 3．break语句和continue语句 11.2.5 try…catch语句 在程序设计时，如果不能确定某段程序代码是否会出错，可以采用try…catch语句。在MATLAB中，使用try…catch语句能够捕获和处理错误，其调用格式为： try 程序代码1 catch 程序代码2 end 11.2.6 人机交互函数 在MATLAB中提供了一些人机交互的函数，用户可以从键盘输入数据或字符串，可以暂停程序的运行等。下面分别进行介绍。 1．函数input( ) 2．函数keyboard 3．函数pause 4．函数echo 5．函数return 11.3 函数类型 在MATLAB中，函数M文件可以分为：主函数、