第五讲-matlab的程序设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一篇 Matlab,1.Matlab 简介,2.矩阵计算,3.符号运算,4.Matlab绘图,5.matlab的程序设计,6.MATLAB的数值计算,5.matlab的程序设计,matlab,语言称为第四代编程语言，程序简洁、可读性很强而且调试十分容易。,是matlab重要组成部分。,m文件简介,用户如想灵活应用matlab去解决实际问题，充分调用matlab的科学技术资源，就需要编辑m文件,包含matlab语言代码的文件称为m文件，其扩展名为m。,编辑m文件可使用各种文本编辑器。,一、matlab的工作模式,指令驱动模式,通常matlab以指令驱动模式工作，即在matlab 窗口下当用户输入单行指令时，matlab 立即处理这条指令，并显示结果，这就是matlab命令行方式。,命令行操作时，matlab窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。,x1=0:10,x2=0:3:11,x3=11.5:-3:0,x1=,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,x2=,0 3 6 9,x3=,11.5000 8.5000 5.5000 2.5000,在matlab窗口输入数据和命令进行计算时，当处理复杂问题和大量数据时是不方便的。因此应编辑m文件。,命令行方式程序可读性差，而且不能存储，对于复杂的问题，应编写成能存储的程序文件。,m,文件模式,将,matlab,语句构成的程序存储成以,m,为扩展名的文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式称为程序文件模式。,程序文件不能在指令窗口下建立，因为指令窗口只允许一次执行一行上的一个或几个语句。,二、m文件的创建,m文件的类型是普通的文本文件，我们可以使用系统认可的文本文件编辑器来建立m文件。如dos下的edit，windows的记事本和word等。,具体的创建方法：,在,matlab,命令窗,口点击,file,菜单,new,m-file,2.点击file,Save Workspace As,将工作空间中的内容存入文件。,3.!edit,用dos 下edit 编辑器编制m文件。,4.edit,用matlab自带的编辑器编制m文件。,5.word,用word编辑m文件。,m文件编辑器的设定,m文件编辑器可自己设定，设定方法是matlab命令窗口 options 菜单下点击 Edit Preference,选定m文件编辑器。,m文件编辑器缺省设置是,c:windowsnotepad.exe,还可设成：c:windowswrite.exe,c:windowscommand,c:program winword.exe,注意：所创建的m文件必须纳入matlab搜索路,径后，才能在matlab命令窗口运行。,matlab搜索路径的设置,matlab 缺省路径是c:matlabbin,Set path,三、matlab文件的类型,数据文件,.mat,mat,文件是,matlab,以标准二进制格式保存的数据文件，可将工作空间中有用的数据变量保存下来。,mat,文件的生成和调用是由函数,save,和,load,完成的。,例如：,load,gatlin,image(X),2.m文件,m文件的语法类似于c语言，但又有其自身特点。它只是一个简单的ASCII码文本文件，执行程序时逐行解释运行程序，,matlab是解释性的编程语言。,m文件有两类,独立的m文件 称命令文件,可调用m文件 称函数文件,(1).命令文件,简单的m文件,命令文件实际上是一串指令的集合，与在命令窗口逐行执行文件中的所有指令，其结果是一样的。没有输入输出参数。,命令文件包括两部分：注释文件和程序文件,%RANKNumber of linearly independent rows or columns.,%K=RANK(X)is the number of singular values of X,%that are larger than MAX(SIZE(X)*NORM(X)*EPS.,%K=RANK(X,tol)is the number of singular values of X that,%are larger than tol.,%Copyright(c)1984-94 by The MathWorks,Inc.,s=svd(x);,if(nargin=1),tol=max(size(x)*max(s)*eps;,end,r=sum(s tol);,程序部分,(2).matlab内置函数文件,matlab自定义的函数文件称内置函数文件,调用内置函数的方法：使用函数名并给出相应的入口、出口参数即可。,例如：sin.m函数用type sin查不到。,调用格式：y=sin(2*x),实际应用中：,x=0:2*pi/180:2*pi;,y=sin(2*x),plot(x,y),又如 sqrt(x)求x的平方根,abs(x)求x的绝对值,det(a)求行列式的值,等等。matlab拥有大量的内置数学函数，供我们在数值运算和符号运算中调用。,(3).函数m文件,需要输入变量，返回输出变量,matlab用户可以根据需要编辑自己的m文件，它们可以像库函数一样方便的调用，从而极大地扩展了matlab 的能力。,对于某一类特殊问题，如创建了许多m函数文件，则可形成新的工具箱。,这种用matlab语言创建定义新的matlab函数的功能，正体现了matlab语言强大的扩展功能。,函数m文件的格式：,function 返回变量=函数名（输入变量）,注释说明语句段,程序语句段,特定规则：,函数,m,文件第一行必须以单词,function,作为引导词，必须遵循如下形式：,function=(),m,文件的文件名必须,是,.m,。,程序中的变量均为局部变量，不保存在工作空间中。,其变量只在函数运行期间有效。,编写一个程序（函数）用它来计算一组加权数据的平均值。,function ave=myaverage(x,N),sizex=size(x);,sizeN=size(N);,if sizex(2)=sizeN(2),disp(错误：数据必须具有相同的维数。),else,total=sum(N);,s=x.*N;,ave=sum(s)/total;,end,创建一个表示年龄的数组,age,，它与函数中的,x,相对应：,age=20,25,38,43,55;,下一步我们创建一个称为,num,的数组，与函数中的,N,相对应：,num=2,3,4,2,3;,调用函数，找出平均年龄为：,myaverage(age,num),ans=,37,四、matlab的程序结构,matlab语言的程序结构与其它高级语言是一致的，分为顺序结构，循环结构，分支结构。,(1).顺序结构 依次顺序执行程序的各条语句,(2).循环结构 被重复执行的一组语句，循环是计算机解决问题的主要手段。,循环语句主要有：,for,end,语法为：,for i=表达式,（表达式为一个向量）,可执行语句,end,例：利用for循环求1！+2！+3！+,+5！的值,sum=0;,for i=1:5,pdr=1;,for k=1:i,pdr=pdr*k;,end,sum=sum+pdr;,end,sum=,153,while end 循环,while循环将循环体中的语句循环执行不定次数。,语法为：,while 表达式,循环体语句,end,表达式一般是由逻辑运算和关系运算以及一般运算组成的，以判断循环的进行和停止；只要表达式的值非0，继续循环；直到表达式值为0，循环停止。,例：用while循环求1100间整数的和,sum=0;,i=1;,while i,=,=,=等,逻辑操作符,&,，,|,，,等,逻辑函数：isequal 若是相等则为真,isempty 若是空矩阵则为真,isstr 若是字符串则为真,例：编写m函数，计算函数值,x (x1),2x-1 (1x=10),五、matlab程序流的控制,matlab的控制语句同c语言有相似之处,但没有c 语言复杂、灵活和多变。因而语法比较简单，容易掌握。,echo 指令,用来控制m文件在执行过程中是否,显示,echo on,打开所有命令文件的显示方式,echo off,关闭所有命令文件的显示方式,echo,在以上两者间切换,echo对于命令文件函数文件有所不同，命令文件用法简单，函数对所有命令起作用；函数文件用法较复杂，具体请help查询。,echo 打开file函数文件的显示方式,echo 关闭file函数文件的显示方式,echo file 切换file函数文件的显示方式,echo on all 打开所有函数文件的显示方式,echo off all 关闭所有函数文件的显示方式,input 提示用户从键盘输入数值、字符串、表达式。,sqft=input,(请输入房子的总平方数:)；,rate=10;,price=rate*sqft;,disp(总价钱是$:),disp(price),disp 命令打印结果,pause 暂停，等待用户响应,可令m文件执行暂停，并在继续执行前按任一个键。,keyboard 与input类似，功能更强,keyboard 调用键盘与调用m文件一样，当keyboard在m文件中出现时，它停止文件的执行并控制键盘，用于修改程序。,break 中断,break 中断for,while循环语句的执行，在嵌套循环结构中，break进从最里层循环推出。,menu 产生一个拥护可选择输入的菜单,格式：k=menu(标题，菜单1，菜单2）,六、文件操作,matlab文件输入、输出（I/O）函数允许把其它格式的数据文件直接读进matlab，它是以c语言文件I/O函数为基础的。,打开和关闭文件（,fopen,fclose,),格式：,fid=,fopen,(,数据文件，,r),r,读,w,写,a,附加,rt,读写,文件一旦打开，即可进行读写操作。,sta=fclose(fid)关闭上述打开文件,sta=fclose(all)关闭所有打开的文件,与save,load类似，是matlab专用数据文件读写工具（*.mat)。,2.读写二进制数据文件,fread,fwrite 可读写数据文件，文本文件。,例：fid=fopen(user.dat,r),a=fread(fid,50),sta=fclose(fid),七、matlab编译,matlab编译的原因：,1.提高运算速度,2.隐藏特定算法,3.可产生独立的m文件,matlab编译函数：mcc,MCC-options fun fun2.mexfile1.mlibfile1.,1.编写一个MATLAB 程序，要求用户输入圆柱体的半径和高，然后输出体积。,2.用,while,循环计算1+,x,+,x,2,+,x,n,的值。,3.,4.在加州大学伯克利分校的地震工程国家信息服务网站 或其他网站中选择一条强震地震波记录，用Matlab画出加速度图。并把时间、加速度值导出到一个文本文件里，每行保存一个时间及对应的加速度。,