[理学]第7讲 程序设计.ppt

MATLAB2009从入门到精通 课程主要内容 第1章 MATLAB简介 第2章 数值运算 第3章 单元数组和结构 第4章 字符串 第5章 符号运算 第6章 MATLAB绘图基础 第7章 程序设计 第8章 计算方法的MATLAB实现 第9章 优化设计 第10章 SIMULINK仿真初探 第7章 程序设计 MATLAB作为一种广泛应用于科学计算的工具软件，不仅具有强大的数值计算、符号计算、矩阵运算的能力和丰富的绘图功能，还可以像C语言、FORTRAN等计算机高级语言一样进行程序设计，编写扩展名为.m的M文件，实现各种复杂的运算，同时MATLAB自带的许多函数就是M文件函数，用户也可以利用M文件来生成和扩充自己的函数库。 7.1 脚本和函数 所谓M文件，简单来说就是用户把要实现的命令写在一个以.m作为扩展名的文件中，然后由MATLAB系统进行解释，最后运行出结果。 M文件有函数和脚本两种格式。两者只是在语法和使用上有些不同。脚本式M文件没有输入参数或输出参数，而函数式M文件有输入参数和输出参数；函数可以有零个或多个输入或输出变量。 7.1.1 脚本 脚本是一个扩展名为.m的文件，其中包含了MATLAB的各种命令，与批处理文件很类似，在MATLAB命令窗口下直接输入此文件的主文件名，MATLAB可逐一执行在此文件内的所有命令，和在命令窗口逐行输入这些命令一样。脚本式M文件运行产生的所有变量都是全局变量，运行脚本后，所产生的所有变量都驻留在MATLAB基本工作空间，只要用户不使用clear命令加以清除，且MATLAB指令窗口不关闭，这些变量将一直保存。基本空间随MATLAB的启动而产生，在关闭MATLAB软件时该基本空间被删除。 例：huitu0.m huitu0程序结果 7.1.2 函数 MATLAB中许多常用的函数都是函数式M文件，使用时，MATLAB获取传递给它的变量，利用操作系统所给的输入，运算得到要求的结果，然后返回这些结果。函数文件类似于一个黑箱，由函数执行的命令以及这些命令所创建的中间变量都是隐含的。运算过程中的中间变量都是局部变量(除特别声明外)，存放在函数本身的工作空间内，不会和MATLAB基本工作空间的变量相互覆盖，对用户来说，可见的只是输入和输出，因此易于使程序模块化，特别适合于大型程序代码。 例：huitu.m huitu(1,2,3)程序结果 7.2 M文件的程序结构 程序结构一般分为顺序结构、循环结构、分支结构三种。 理论上讲，只要有以上三种结构就可以构造功能强大的程序。 与大多数计算机语言一样，MATLAB也提供了上述三种程序结构。 虽然MATLAB没有C语言那样具有丰富的控制结构，但是MATLAB自身的强大功能弥补了这个不足，使用户在编程时几乎感觉不到困难。下面分别对这三种结构进行介绍。 7.2.1 顺序结构 顺序结构就是依次顺序地执行程序的各条语句。顺序结构一般不含有其他子结构或控制语句，批处理文件就是典型的顺序结构的文件。 例：jizhi.m jizhi程序结果 7.2.2 循环结构 在实际计算中，经常会碰到许多有规律的重复计算，此时就要对某些语句进行重复执行。 一组被重复执行的语句称为循环体，每个循环语句都要有循环条件，以判断循环是否要继续进行下去。 MATLAB中的循环语句包括for循环与while循环。 1、for循环 for循环允许一组命令以固定的和预定的次数重复执行，for循环的一般形式如下所示： for 循环变量=数组 循环体(执行语句)； end 在for与end语句之间的执行语句是按矩阵(或数组)中的每一列执行一次，即在每一次循环中，矩阵(或数组)元素一个一个地被赋给循环变量，然后由执行语句执行。 例：for1.m，specmat.m 程序结果 for1 x = Columns 1 through 7 2.0304 1.8008 1.5131 1.4165 1.7183 2.5111 3.7462 Columns 8 through 10 5.2620 6.8587 8.3891 specmat(6) ans = 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 1 3 6 10 15 15 1 4 10 10 15 15 1 5 15 15 15 15 1 6 15 15 15 15 用for循环语句需要注意以下事项： (1)不能