1、.1第第3章章 MATLAB程序設計程序設計3.1 M文件文件3.2 程序控制結構程序控制結構3.3 函數文件函數文件3.4 程序舉例程序舉例3.5 程序調試程序調試.23.1 M文件文件3.1.1 M文件概述文件概述 用用MATLAB語言編寫的程序，稱為語言編寫的程序，稱為M文件。文件。M文件可以根據調用方式的不文件可以根據調用方式的不同分為兩類：命令文件同分為兩類：命令文件(Script File)和和函數文件函數文件(Function File)。.3例例3-1 分別建立命令文件和函數文件，將華分別建立命令文件和函數文件，將華氏溫度氏溫度f轉換為攝氏溫度轉換為攝氏溫度c。程序程序1： 首

2、先建立命令文件并以文件名首先建立命令文件并以文件名f2c.m存盤。存盤。clear; %清除工作空間中的變量清除工作空間中的變量f=input(Input Fahrenheit temperature：);c=5*(f-32)/9然后在然后在MATLAB的命令窗口中輸入的命令窗口中輸入f2c，將會，將會執行該命令文件，執行情況為：執行該命令文件，執行情況為：Input Fahrenheit temperature：73c = 22.7778.4程序程序2：首先建立函數文件首先建立函數文件f2c.m。function c=f2c(f)c=5*(f-32)/9然后在然后在MATLAB的命令窗口調用

3、該函數文件。的命令窗口調用該函數文件。clear;y=input(Input Fahrenheit temperature：);x=f2c(y)輸出情況為：輸出情況為：Input Fahrenheit temperature：70c = 21.1111x = 21.1111.53.1.2 M文件的建立與打開文件的建立與打開 M文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序文件是一個文本文件，它可以用任何編輯程序來建立和編輯，而一般常用且最為方便的是使用來建立和編輯，而一般常用且最為方便的是使用MATLAB提供的文本編輯器。提供的文本編輯器。1建立新的建立新的M文件文件 為建立新的為建立新的M文件，啟

4、動文件，啟動MATLAB文本編輯器有文本編輯器有3種方法：種方法： (1) 菜單操作。從菜單操作。從MATLAB主窗口的主窗口的File菜單中選菜單中選擇擇New菜單項，再選擇菜單項，再選擇M-file命令，屏幕上將出現命令，屏幕上將出現MATLAB 文本編輯器窗口。文本編輯器窗口。 (2) 命令操作。在命令操作。在MATLAB命令窗口輸入命令命令窗口輸入命令edit，啟動啟動MATLAB文本編輯器后，輸入文本編輯器后，輸入M文件的內容文件的內容并存盤。并存盤。 (3) 命令按鈕操作。單擊命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工具欄主窗口工具欄上的上的New M-File命令按鈕，啟動命令按鈕，

5、啟動MATLAB文本編文本編輯器后，輸入輯器后，輸入M文件的內容并存盤。文件的內容并存盤。.62打開已有的打開已有的M文件文件 打開已有的打開已有的M文件，也有文件，也有3種方法：種方法： (1) 菜單操作。從菜單操作。從MATLAB主窗口的主窗口的File菜菜單中選擇單中選擇Open命令，則屏幕出現命令，則屏幕出現Open對話對話框，在框，在Open對話框中選中所需打開的對話框中選中所需打開的M文文件。在文檔窗口可以對打開的件。在文檔窗口可以對打開的M文件進行文件進行編輯修改，編輯完成后，將編輯修改，編輯完成后，將M文件存盤。文件存盤。 (2) 命令操作。在命令操作。在MATLAB命令窗口輸

6、入命命令窗口輸入命令：令：edit 文件名，則打開指定的文件名，則打開指定的M文件。文件。 (3) 命令按鈕操作。單擊命令按鈕操作。單擊MATLAB主窗口工主窗口工具欄上的具欄上的Open File命令按鈕，再從彈出的命令按鈕，再從彈出的對話框中選擇所需打開的對話框中選擇所需打開的M文件。文件。.73.2 程序控制結構程序控制結構3.2.1 順序結構順序結構1數據的輸入數據的輸入從鍵盤輸入數據，則可以使用從鍵盤輸入數據，則可以使用input函數來進函數來進行，該函數的調用格式為：行，該函數的調用格式為： A=input(提示信息，選項提示信息，選項)；其中提示信息為一個字符串，用于提示用戶其中

7、提示信息為一個字符串，用于提示用戶輸入什么樣的數據。輸入什么樣的數據。 如果在如果在input函數調用時采用函數調用時采用s選項，則允選項，則允許用戶輸入一個字符串。例如，想輸入一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：個人的姓名，可采用命令：xm=input(Whats your name?,s);.82數據的輸出數據的輸出 MATLAB提供的命令窗口輸出函提供的命令窗口輸出函數主要有數主要有disp函數，其調用格式為函數，其調用格式為 disp(輸出項輸出項)其中輸出項既可以為字符串，也可其中輸出項既可以為字符串，也可以為矩陣。以為矩陣。.9 例例3-2 輸入輸入x,y

8、的值，并將它們的值互換后的值，并將它們的值互換后輸出。輸出。 程序如下：程序如下： x=input(Input x please.); y=input(Input y please.); z=x; x=y; y=z; disp(x); disp(y);.10例例3-3 求一元二次方程求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。的根。程序如下：程序如下：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);disp(x1=,num2str(x(1),x2=,num2str(x

9、(2);.113程序的暫停程序的暫停 暫停程序的執行可以使用暫停程序的執行可以使用pause函數，函數，其調用格式為：其調用格式為： pause(延遲秒數延遲秒數) 如果省略延遲時間，直接使用如果省略延遲時間，直接使用pause，則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后則將暫停程序，直到用戶按任一鍵后程序繼續執行。程序繼續執行。 若要強行中止程序的運行可使用若要強行中止程序的運行可使用Ctrl+C命令。命令。.123.2.2 選擇結構選擇結構1if語句語句 在在MATLAB中，中，if語句有語句有3種格式。種格式。 (1) 單分支單分支if語句：語句：if 條件條件 語句組語句組 end當條件成立時，

10、則執行語句組，執行完之后當條件成立時，則執行語句組，執行完之后繼續執行繼續執行if語句的后繼語句，若條件不成立，語句的后繼語句，若條件不成立，則直接執行則直接執行if語句的后繼語句。語句的后繼語句。.13 (2) 雙分支雙分支if語句：語句：if 條件條件 語句組語句組1 else 語句組語句組2 end 當條件成立時，執行語句組當條件成立時，執行語句組1，否則執行語，否則執行語句組句組2，語句組，語句組1或語句組或語句組2執行后，再執行執行后，再執行if語句的后繼語句。語句的后繼語句。.14 例例3-4 計算分段函數的值。計算分段函數的值。 程序如下：程序如下：x=input(請輸入請輸入x

11、的值的值:);if x=A & c=a& c=0& c=9 disp(abs(c)-abs(0);else disp(c);end.172switch語句語句 switch語句根據表達式的取值不同，分別執行不語句根據表達式的取值不同，分別執行不同的語句，其語句格式為：同的語句，其語句格式為： switch 表達式表達式 case 表達式表達式1 語句組語句組1 case 表達式表達式2 語句組語句組2 case 表達式表達式m 語句組語句組m otherwise 語句組語句組n end.18當表達式的值等于表達式當表達式的值等于表達式1的值時，的值時，執行語句組執行語句

12、組1，當表達式的值等于，當表達式的值等于表達式表達式2的值時，執行語句組的值時，執行語句組2，當表達式的值等于表達式當表達式的值等于表達式m的值時，的值時，執行語句組執行語句組m，當表達式的值不等，當表達式的值不等于于case所列的表達式的值時，執行所列的表達式的值時，執行語句組語句組n。當任意一個分支的語句。當任意一個分支的語句執行完后，直接執行執行完后，直接執行switch語句的語句的下一句。下一句。.19例例3-6 某商場對顧客所購買的商品實行打折某商場對顧客所購買的商品實行打折銷售，標準如下銷售，標準如下(商品價格用商品價格用price來表示來表示)： price200 沒有折扣沒有折

13、扣 200price500 3%折扣折扣 500price1000 5%折扣折扣 1000price2500 8%折扣折扣 2500price 0) sum mean=sum/cntend.313break語句和語句和continue語句語句 與循環結構相關的語句還有與循環結構相關的語句還有break語句和語句和continue語句。它們一般與語句。它們一般與if語句配合使用。語句配合使用。break語句用于終止循環的執行。當在循環體語句用于終止循環的執行。當在循環體內執行到該語句時，程序將跳出循環，繼內執行到該語句時，程序將跳出循環，繼續執行循環語句的下一語句。續執行循環語句的下一語句。co

14、ntinue語句控制跳過循環體中的某些語句。語句控制跳過循環體中的某些語句。當在循環體內執行到該語句時，程序將跳當在循環體內執行到該語句時，程序將跳過循環體中所有剩下的語句，繼續下一次過循環體中所有剩下的語句，繼續下一次循環。循環。.32例例3-12 求求100，200之間第一個能被之間第一個能被21整除整除的整數。的整數。程序如下：程序如下：for n=100:200if rem(n,21)=0 continueendbreakendn.334循環的嵌套循環的嵌套 如果一個循環結構的循環體又包括一個循環結構，就稱為如果一個循環結構的循環體又包括一個循環結構，就稱為循環的嵌套，或稱為多重循環結

15、構。循環的嵌套，或稱為多重循環結構。 例例3-13 若一個數等于它的各個真因子之和，則稱該數為完若一個數等于它的各個真因子之和，則稱該數為完數，如數，如6=1+2+3，所以，所以6是完數。求是完數。求1,500之間的全部完數。之間的全部完數。for m=1:500s=0;for k=1:m/2if rem(m,k)=0s=s+k;endendif m=s disp(m);endend.34 3.3 函數文件函數文件3.3.1 函數文件的基本結構函數文件的基本結構 函數文件由函數文件由function語句引導，其基本結構語句引導，其基本結構為：為： function 輸出形參表輸出形參表=函數名

16、函數名(輸入形參表輸入形參表) 注釋說明部分注釋說明部分 函數體語句函數體語句其中以其中以function開頭的一行為引導行，表示該開頭的一行為引導行，表示該M文件是一個函數文件。函數名的命名規文件是一個函數文件。函數名的命名規則與變量名相同。輸入形參為函數的輸入則與變量名相同。輸入形參為函數的輸入參數，輸出形參為函數的輸出參數。當輸參數，輸出形參為函數的輸出參數。當輸出形參多于一個時，則應該用方括號括起出形參多于一個時，則應該用方括號括起來。來。.35 例例3-14 編寫函數文件求半徑為編寫函數文件求半徑為r的圓的面的圓的面積和周長。積和周長。 函數文件如下：函數文件如下： function

17、 s,p=fcircle(r)%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r 圓半徑圓半徑%s 圓面積圓面積%p 圓周長圓周長%2004年年7月月30日編日編s=pi*r*r;p=2*pi*r;.363.3.2 函數調用函數調用函數調用的一般格式是：函數調用的一般格式是： 輸出實參表輸出實參表=函數名函數名(輸入實參表輸入實參表) 要注意的是，函數調用時各實參出現要注意的是，函數調用時各實參出現的順序、個數，應與函數定義時形參的順序、個數，應與函數定義時形參的順序、個數一致，否則會出錯。函的順序、個數一致，否則

18、會出錯。函數調用時，先將實參傳遞給相應的形數調用時，先將實參傳遞給相應的形參，從而實現參數傳遞，然后再執行參，從而實現參數傳遞，然后再執行函數的功能。函數的功能。.37 例例3-15 利用函數文件，實現直角坐標利用函數文件，實現直角坐標(x,y)與極坐與極坐標標(,)之間的轉換。之間的轉換。 函數文件函數文件tran.m：function rho,theta=tran(x,y)rho=sqrt(x*x+y*y);theta=atan(y/x); 調用調用tran.m的命令文件的命令文件main1.m：x=input(Please input x=:);y=input(Please input

19、y=:);rho,the=tran(x,y);rhothe 在在MATLAB中，函數可以嵌套調用，即一個函數中，函數可以嵌套調用，即一個函數可以調用別的函數，甚至調用它自身。一個函數可以調用別的函數，甚至調用它自身。一個函數調用它自身稱為函數的遞歸調用。調用它自身稱為函數的遞歸調用。.38 例例3-16 利用函數的遞歸調用，求利用函數的遞歸調用，求n！。！。 n!本身就是以遞歸的形式定義的：本身就是以遞歸的形式定義的：顯然，求顯然，求n!需要求需要求(n-1)!，這時可采用遞歸調，這時可采用遞歸調用。遞歸調用函數文件用。遞歸調用函數文件factor.m如下：如下：function f=factor(n)if n2)求求Fibonacci數列的第數列的第20項。項。例例3-23 根據矩陣指數的冪級數展開式求根據矩陣指數的冪級數展開式求矩陣指數。矩陣指數。.463.5 程序調試程序調試3.5.1 程序調試概述程序調試概述一般來說，應用程序的錯誤有兩類，一類是一般來說，應用程序的錯誤有兩類，