matlab程序设计.ppt

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1、2023/3/16,MATLAB_程序设计,1,MATLAB程序设计专题,M文件有两种形式M脚本文件M函数文件,2023/3/16,MATLAB_程序设计,2,M脚本文件的特点,1、脚本文件中的命令格式和前后位置与在命令窗口中输入相同。2、运行脚本文件时，只是按顺序从文件中读取一条条命令，送到MATLAB命令窗口中去执行。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,3,M脚本文件的特点,3、与在命令窗口中直接运行命令一样，脚本文件运行产生的变量都是驻留在MATLAB的工作空间(workspace)中，可以很方便地查看变量；脚本文件的命令也可以访问工作空间的所有数据，因此要注意避免变量的覆盖而

2、造成程序出错。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,4,M函数文件的基本格式,函数声明行,function 输出变量列表=函数名(输入变量列表),H1行(用%开头的注释行)在线帮助文本(用%开头)编写和修改记录(用%开头),函数体,2023/3/16,MATLAB_程序设计,5,创建M函数文件并调用的步骤,编写函数代码将函数文件保存为“函数名.m”。在命令窗口输入命令调用程序,2023/3/16,MATLAB_程序设计,6,M函数文件的特点,1、第一行总是以“function”引导的函数声明行；2、函数文件在运行过程中产生的变量都存放在函数本身的工作空间；3、当文件执行完最后一条命令或

3、遇到“return”命令时，就结束函数文件的运行，同时函数工作空间的变量就被清除；,2023/3/16,MATLAB_程序设计,7,M函数文件的特点,4、函数的工作空间随具体的M函数文件调用而产生，随调用结束而删除，是独立的、临时的，在MATLAB运行过程中可以产生任意多个临时的函数空间。5、文件名与函数名相同。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,8,程序流程控制,三种控制结构顺序循环分支,2023/3/16,MATLAB_程序设计,9,循环结构,1、for.end循环结构for 循环变量=array循环体end说明：循环体执行的次数就是array的列数。循环变量依次取array的各

4、列，每取一次循环体执行一次。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,10,循环结构,2、while.end循环结构while 表达式循环体end说明：只要表达式为逻辑真，就执行循环体；一旦表达式为假，就结束循环。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,11,分支结构,1、ifelseend条件转移结构if 条件式1语句段1elseif 条件式2语句段2.else语句段n+1end,2023/3/16,MATLAB_程序设计,12,if分支结构例子,2023/3/16,MATLAB_程序设计,13,function y=Ex01(x)%Ex01 根据x值求yif x0 y=NaNel

5、seif x15 y=40/15*x+10elseif x30 y=50elseif x=60 y=50-10/15*(x-30)else y=NaNend,2023/3/16,MATLAB_程序设计,14,学生成绩判定（ifelsef.m）,function ifelsef()%ifelsef 使用if结构的成绩评定grade=input(input the grade:)if(grade=0)endrank,2023/3/16,MATLAB_程序设计,15,分支结构,2、switchcase开关结构switch 开关表达式case 表达式1 语句段1case 表达式2 语句段2.other

6、wise 语句段nend,2023/3/16,MATLAB_程序设计,16,分支结构,2、switchcase开关结构说明：(1)开关表达式只能是标量或字符串。(2)case后面的表达式可以是标量、字符串或元胞数组，如果是元胞数组则将开关表达式与元胞数组的所有元素进行比较，只要某个元素与开关表达式相等，就执行其后的语句段。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,17,switch分支结构例子,季节判断(swtichf.m),2023/3/16,MATLAB_程序设计,18,分支结构,3、try.catch.end试探结构try 语句段1catch 语句段2end,2023/3/16,MA

7、TLAB_程序设计,19,分支结构,3、try.catch.end试探结构说明：首先试探性地执行语句段1，如果在此段语句执行过程中出现错误，则将错误信息赋给保留的lasterr变量，并放弃这段语句，转而执行语句段2中的语句，当执行语句段2又出现错误，则终止该结构。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,20,流程控制语句,1.break命令break命令可以使包含break的最内层的for或while语句强制终止，立即跳出该结构，执行end后面的命令，break命令一般和if结构结合使用。2.continue命令continue命令用于结束本次循环，只结束本次循环而继续进行下次循环。,2

8、023/3/16,MATLAB_程序设计,21,流程控制语句,3.return命令return命令是终止当前命令的执行，并且立即返回到上一级调用函数或等待键盘输入命令，可以用来提前结束程序的运行。4.pause命令pause命令用来使程序运行暂停，等待用户按任意键继续。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,22,流程控制语句,5.keyboard命令keyboard命令用来使程序暂停运行，等待键盘命令，执行完自己的工作后，输入return语句，程序就继续运行。6.input命令input命令用来提示用户应该从键盘输入数值、字符串和表达式，并接受该输入。,2023/3/16,MATLAB

9、_程序设计,23,局部变量和全局变量,根据变量的作用域不同,可以将MATLAB程序中的变量分为局部变量和全局变量.,2023/3/16,MATLAB_程序设计,24,局部变量,局部变量(Local Variables)是在函数体内部使用的变量，其影响范围只能在本函数内;因为每个函数在运行时,都占用独立的函数工作空间,与MATLAB的工作空间是相互独立的,所以局部变量只在函数执行期间存在。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,25,全局变量,全局变量(Global Variables)是可以在不同的函数工作空间和MATALB工作空间中共享使用的变量。用 global定义,而且每个要共享全

10、局变量的函数和工作空间,都必须逐个定义,先定义后使用.注意：由于全局变量在任何定义过的函数中都可以修改，因此不提倡使用全局变量；使用时应十分小心，建议把全局变量的定义放在函数体的开始，全局变量用大写字符命名。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,26,函数的参数,函数调用格式：输出参数1，输出参数2，=函数名（输入参数1，输入参数2，）,2023/3/16,MATLAB_程序设计,27,函数参数的个数,(1)nargin和nargout变量(sumf.m)nargin%在函数体内获取实际输入变量的个数nargout%在函数体内获取实际输出变量的个数,2023/3/16,MATLAB_程

11、序设计,28,函数参数的个数,(1)nargin和nargout变量nargin(fun)%在函数体外获取定义的输入参数个数nargout(fun)%在函数体外获取定义的输出参数个数,2023/3/16,MATLAB_程序设计,29,函数的参数个数,(2)varargin和varargout变量 varargin和varargout可以获得输入输出变量的各元素内容。varargin和varargout都是元胞数组。调用形式：vararginm,2023/3/16,MATLAB_程序设计,30,M文件性能优化,1.使用循环时提高速度的措施(1)尽量用向量的运算来代替循环操作。(2)在必须使用多重

12、循环的情况下，如果两个循环执行的次数不同，则建议在循环的外环执行循环次数少的，内环执行循环次数多的，也可以显著提高速度。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,31,M文件性能优化,2.大型矩阵的预先定维 3.优先考虑内在函数4.采用高效的算法 5.尽量使用M函数文件代替M脚本文件,2023/3/16,MATLAB_程序设计,32,泛函命令,在MATLAB中，所有以函数为输入变量的命令，都称为泛函命令。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,33,泛函命令调用方式,输出变量列表=函数名(h_fun,输入变量列表)输出变量列表=函数名(funname,输入变量列表)说明：h_fun是

13、要被执行的M函数文件的句柄，或者是内联函数和字符串；funname是M函数文件名。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,34,利用泛函命令求极小值,1.fminbnd函数：用来计算单变量非线性函数的最小值。x,y=fminbnd(h_fun,x1,x2,options)x,y=fminbnd(funname,x1,x2,options)x是fun函数在区间x1xx2上的局部最小值的发生点；y是对应的最小值。options是用来控制算法的参数向量，默认值为0可省略。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,35,利用泛函命令求极小值,2.fminsearch函数：求多变量无约束非线性

14、最小值。x=fminsearch(h_fun,x0)x=fminsearch(funname,x0)x0是最小值点的初始猜测值。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,36,其它泛函命令,3.fzero函数：求一维函数的零点，即求f(x)=0的根。x=fzero(h_fun,x0,tol,trace)x=fzero(funname,x0,tol,trace)x0有两个作用：预定待搜索零点的大致位置和搜索起始点；tol用来控制结果的相对精度，默认值为eps；trace指定迭代信息是否在运算中显示。,2023/3/16,MATLAB_程序设计,37,其它泛函命令,4.数值积分：quad和quad8是基于数学上的正方形概念来计算函数的面积。5.微分方程的数值解：MATLAB提供ode23、ode45和ode113等多个函数求解微分方程的数值解。,