MATLAB有两种工作方式:
交互式的命令行工作方式
M文件的程序工作方式
用MATLAB语言编写的程序,称为M文件。
M文件有两类:命令文件(Script M-file)和
函数文件(Function M-file).
命令文件与函数文件的区别:
1.命令文件没有输入参数,也不返回输出
参数;函数文件可以输入参数,也可返
回若干输出参数。
2.默认情况下函数文件中所定义和包含的变量均为局部变量,当退出该函数后,所有这些变量全部失效;而命令文件一般是针对工作空间中的数据进行操作,当文件执行完后,工作空间中的变量仍然存在。
3.函数文件用来完成某种特定的功能,与C语言中的子程序类似,但是可独立执行;命令文件用来存放用户需要重复执行的一系列操作,相当于DOS中的批处理命令。
1.M文件的建立与编辑
建立新的M文件:
M文件是一个文本文件,它可以用任何编辑程序来建立和编辑,而一般常用且最为方便的是用MATLAB提供的文本编辑器。
建立新的M文件,启动MATLAB文本编辑器有3种方法:
(1) 菜单操作:从MATLAB主窗口的File菜单中选择New菜单项,再选择M-file命令,屏幕上将出现MATLAB 文本编辑器窗口。
(2) 命令操作:在MATLAB命令窗口输入命令edit,启动MATLAB文本编辑器后,输入M文件的内容并存盘。
(3) 命令按钮操作:单击MATLAB主窗口工具栏上的New M-File命令按钮,启动MATLAB文本编辑器后,输入M文件的内容并存盘。
2.命令文件
将需要运行的命令编辑到一个命令文件中,然后在MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字,就会顺序执行命令文件中的命令。
【例1】 建立一个命令文件将变量a,b的值互换。
swap.m文件:
a=1:9;
b=[11,12,13;14,15,16;17,18,19];
c=a;a=b;b=c;
a
b
在MATLAB的命令窗口中输入swap,将会执行该命令文件。
二.数据的输入输出
1. input函数:用于向计算机输入一个参数。
调用格式: A=input(提示信息,选项);
其中提示信息为一个字符串,用于提示用户输入什么样的数据。如果在input函数调用时采用's'选项,则允许用户输入一个字符串。例如,想输入一个人的姓名,可采用命令:
xm=input ('What''s your name?','s');
【例2】 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。
a=input('a=?');
b=input('b=?');
c=input('c=?');
d=[a,b,c];
x=roots(d)
将该程序以aa.m文件存盘,然后运行aa.m文件。
2. pause函数:暂停程序的执行可以使用pause函数,其调用格式为:
pause(延迟秒数)
如果省略延迟时间,直接使用pause,则将暂停程序,直到用户按任一键后程序继续执行。
若要强行中止程序的运行可使用Ctrl+C命令。
3. disp函数:命令窗口输出函数。
调用格式: disp(输出项)
注:输出项为字符串或矩阵。
例如:输入x , y的值,并将它们的值互换后输出。
x=input ('Input x please.');
y=input ('Input y please.');
z=x;
x=y;
y=z;
disp(x);
disp(y);
【例3】求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。
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(2))]);
三.程序设计
(一)选择结构
选择结构的语句有if语句和switch语句。
1. if语句
在MATLAB中,if语句有3种格式。
(1) 单分支if语句:
if 条件
语句组
end
当条件成立时,则执行语句组,执行完之后继续执行if语句的后继语句,若条件不成立,则直接执行if语句的后继语句。
(2) 多分支if语句:
if 条件1
语句组1
elseif 条件2
语句组2
……
elseif 条件m
语句组m
else
语句组n
end
语句用于实现多分支选择结构。
【例4】 输入三角形的三条边,求面积。
A=input('请输入三角形的三条边:');
if A(1)+A(2)>A(3) & A(1)+A(3)>A(2) & A(2)+A(3)>A(1)
p=(A(1)+A(2)+A(3))/2;
s=sqrt(p*(p-A(1))*(p-A(2))*(p-A(3)));
disp(s);
disp('不能构成一个三角形。')
运行: 请输入三角形的三条边:[4 5 6]
9.9216
【例5】 输入一个字符,若为大写字母,则输出其后继字符,若为小写字母,则输出其前导字符,若为其他字符则原样输出。
c=input('','s');
if c>='A' & c<='Z'
disp(setstr(abs(c)+1));
elseif c>='a'& c<='z'
disp(setstr(abs(c)-1));
disp(c);
switch语句根据变量或表达式的取值不同,分别执行不同的语句。其格式为:
switch 表达式
case 值1
语句组1
case 值2
语句组2
……
case 值m
语句组m
otherwise
语句组n
注意:当表达式的值等于表达式1的值时,执行语句组1,当表达式的值等于表达式2的值时,执行语句组2,…,当表达式的值等于表达式m的值时,执行语句组m,当表达式的值不等于case所列的表达式的值时,执行语句组n。当任意一个分支的语句执行完后,直接执行switch语句的下一句。与C语言的switch语句有明显的不同,当程序执行完一个case语句后即跳出switch语句,执行后续的语句,而不需使用跳出语句。
例6】 根据变量 num 的值来决定显示的内容。
num=input('请输入一个数');
switch num
case -1
disp('I am a teacher.');
case 0
disp('I am a student.');
case 1
disp('You are a teacher.');
otherwise
disp('You are a student.');
【例7】某商场对顾客所购买的商品实行打折销售,标准如下(商品价格用price来表示):
price<200 没有折扣
200≤price<500 3%折扣
500≤price<1000 5%折扣
1000≤price<2500 8%折扣
2500≤price<5000 10%折扣
5000≤price 14%折扣
输入所售商品的价格,求其实际销售价格
price=input('请输入商品价格');
switch fix(price/100) %截尾取整
case {0,1} %价格小于200
rate=0;
case {2,3,4} %价格大于等于200但小于500
rate=3/100;
case num2cell(5:9) %价格大于等于500但小于1000
rate=5/100;
case num2cell(10:24) %价格大于等于1000但小于2500
rate=8/100;
case num2cell(25:49) %价格大于等于2500但小于5000
rate=10/100;
otherwise %价格大于等于5000
rate=14/100;
end
price=price*(1-rate) %输出商品实际销售价格
3.try语句
语句格式为:
try
语句组1
catch
语句组2
end
try语句先试探性执行语句组1,如果语句组1在执行过程中出现错误,则将错误信息赋给保留的lasterr变量,并转去执行语句组2。
【例8】 矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容,否则会出错。先求两矩阵的乘积,若出错,则自动转去求两矩阵的点乘(对应元素相乘)。
A=[1,2,3;4,5,6]; B=[7,8,9;10,11,12];
try
C=A*B;
catch
C=A.*B;
C
lasterr %显示出错原因
(二)循环结构
实现循环结构的语句:for语句和while语句。
1. for语句:
格式: for 循环变量=表达式1:表达式2:表达式3
循环体语句
end
注:其中表达式1的值为循环变量的初值,表达式2的值为步长,表达式3的值为循环变量的终值。步长为1时,表达式2可以省略。
【例9】一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。
for m=100:999
m1=fix(m/100); %求m的百位数字
m2=rem(fix(m/10),10); %求m的十位数字
m3=rem(m,10); %求m的个位数字
if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3
disp(m)
end
2. while语句
格式为:
while (条件)
循环体语句
其执行过程为:若条件成立,则执行循环体语句,执行后再判断条件是否成立,如果不成立则跳出循环。
3.break语句和continue语句
与循环结构相关的语句还有break语句和continue语句。它们一般与if语句配合使用。
break语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时,程序将跳出循环,继续执行循环语句的下一语句。
continue语句控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时,程序将跳过循环体中所有剩下的语句,继续下一次循环。
【例11】求[100,200]之间第一个能被21整除的整数。
for n=100:200
if rem(n,21)~=0
continue
break
n
四.函数文件
函数文件是另一种形式的M文件,每一个函数文件都定义一个函数。事实上,MATLAB提供的标准函数大部分都是由函数文件定义的。
1.函数文件格式
函数文件由function语句引导,其格式为:
function [A1,A2,…An]=func_name(B1,B2, …B)
注释说明部分
函数体
注:其中函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数,输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于1个时,则应该用方括号括起来。
2.函数文件必须遵循以下特定的规则
1. 函数名和文件名必须相同;
2. 在函数M文件中,到第一个非注释行为止的注释行是帮助文本;
3. 函数可以有零个或更多个输入参量。函数可以有零个或更多个输出参量;
4. 函数可以按少于函数M文件中所规定的输入和输出变量进行调用,但不能用多于函数M文件中所规定的输入和输出变量数目;
5. 当函数有一个以上输出变量时,输出变量包含在括号内;
6. 当一个函数说明一个或多个输出变量,但没有要求输出时,就简单地不给输出变量赋任何值。
【例14】编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。
函数文件如下:
function [s,p]=fcircle(r)
%CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r
%r 圆半径
%s 圆面积
%p 圆周长
%2006年4月21日编
s=pi*r*r;
p=2*pi*r;