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第3章MATLAB程序设计3.1M文件3.2程序控制结构3.3函数文件3.4程序举例3.5程序调试3.1M文件3.1.1M文件概述用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件可以根据调用方式的不同分为两类：命令文件(ScriptFile)和函数文件(FunctionFile)。3.1.2M文件的建立与打开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使用MATLAB提供的文本编辑器。1．建立新的M文件为建立新的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NewM-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．打开已有的M文件打开已有的M文件，也有3种方法：(1)菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对打开的M文件进行编辑修改，编辑完成后，将M文件存盘。(2)命令操作。在MATLAB命令窗口输入命令：edit文件名，则打开指定的M文件。(3)命令按钮操作。单击MATLAB主窗口工具栏上的OpenFile命令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。例3-1分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度f转换为摄氏温度c。程序1：首先打开新文件,输入命令文件内容:clear;%清除工作空间中的变量f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9然后以文件名f2c1.m存盘。在MATLAB的命令窗口中输入f2c1，将会执行该命令文件，执行情况为：InputFahrenheittemperature：73c=22.7778fc2Liu.m文件内容:clear;f=input('InputFahrenheittemperature：');c=5*(f-32)/9在CommandWindow中调用:fc2LiuInputFahrenheittemperature：88c=31.1111程序2：首先建立函数文件f2c.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9;然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件。clear;y=input('InputFahrenheittemperature：');x=f2c(y)输出情况为：InputFahrenheittemperature：70x=21.1111建立函数文件fc3Liu.m。functionc=f2c(f)c=5*(f-32)/9;在CommandWindow中调用:f=77;fc2(f)???Undefinedfunctionorvariable'fc2'.f=77;fc3Liu(f)ans=25注意:1,函数文件名fc3Liu.m中,fc3Liu是函数名,不能与Matlab中固有的函数名相冲突,.m是标示;2,第一行必须是functionc=f2c(f),f2c可以是函数名fc3Liu,也可以是任意定名,f是变量;3,调用时,先输入变量f的值,再调函数fc3Liu;对于Matlab中固有的函数可直接调用,如x=pi/2;sin(x)ans=13.2程序控制结构3.2.1顺序结构1．数据的输入从键盘输入数据，则可以使用input函数来进行，该函数的调用格式为：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，缺省时为数值。例如，想输入一个人的姓名，可采用命令：xm=input('What''syourname?','s')xm=input('What''syourname''sNo.?')xm=input('What''syourname?','s')xmn=input('What''syourname''sNo.?')What'syourname?liuxm=liuWhat'syourname'sNo.?16xmn=162．数据的输出MATLAB提供的命令窗口输出函数主要有disp函数，其调用格式为disp(输出项)其中输出项既可以为字符串，也可以为矩阵。例3-2输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);例3-3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))]);3．程序的暂停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。3.2.2选择结构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)双分支if语句：if条件语句组1else语句组2end当条件成立时，执行语句组1，否则执行语句组2，语句组1或语句组2执行后，再执行if语句的后继语句。例3-4计算分段函数的值。程序如下：x=input('请输入x的值:');ifx=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endy(3)多分支if语句：if条件1语句组1elseif条件2语句组2……elseif条件m语句组melse语句组nend语句用于实现多分支选择结构。例3-5输入一个字符，若为大写字母，则输出其对应的小写字母；若为小写字母，则输出其对应的大写字母；若为数字字符则输出其对应的数值，若为其他字符则原样输出。c=input('请输入一个字符','s');ifc='A'&c='Z'disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));elseifc='a'&c='z'disp(setstr(abs(c)-abs('a')+abs('A')));elseifc='0'&c='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end2．switch语句switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不同的语句，其语句格式为：switch表达式case表达式1语句组1case表达式2语句组2……case表达式m语句组motherwise语句组nend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。例3-6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)：price200没有折扣200≤price5003%折扣500≤price10005%折扣1000≤price25008%折扣2500≤price500010%折扣5000≤price14%折扣输入所售商品的价格，求其实际销售价格。程序如下：price=input('请输入商品价格');switchfix(price/100)%取整数case{0,1}%价格小于200rate=0;case{2,3,4}%价格大于等于200但小于500rate=3/100;casenum2cell(5:9)%价格大于等于500但小于1000rate=5/100;casenum2cell(10:24)%价格大于等于1000但小于2500rate=8/100;casenum2cell(25:49)%价格大于等于2500但小于5000rate=10/100;otherwise%价格大于等于5000rate=14/100;endprice=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1catch语句组2endtry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3-7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。程序如下：A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%显示出错原因A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B'catchD=A.*BendlasterrC=5068122167ans=Errorusing==*Innermatrixdimensionsmustagree.A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*BCatchD=A.*BendlasterrD=71627405572ans=Errorusing==*Innermatrixdimensionsmustagree.3.2.3循环结构1．for语句for语句的格式为：for循环变量=表达式1:表达式2:表达式3循环体语句end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3-8一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。程序如下：form=100:999m1=fix(m/100);%求m的百位数字(零向取整)m2=rem(fix(m/10),10);%求m的十位数字(除10后取余)m3=rem(m,10);%求m的个位数字ifm==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend例3-9已知，当n=100时，求y的值。程序如下：y=0;n=100;fori=1:ny=y+1/(2*i-1);endy在实际MATLAB编程中，采用循环语句会降低其执行速度，所以前面的程序通常由下面的程序来代替：n=100;i=1:n;y=sum(1./(2*i-1));y结果与例3-9一样,注意使用了./for语句更一般的格式为：for循环变量=矩阵表达式循环体语句end执行过程是依次将矩阵的各列元素赋给循环变量，然后执行循环体语句，直至各列元素处理完毕。s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23]fork=as=s+k;enddisp(s');sum(a(1,:))a=12131415161718192021222339485766ans=39例3-10求矩阵a的行和.写出下列程序的执行结果。s=0;a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];fork=as=s+k;enddisp(s');2．while语句while语句的一般格式为：while(条件)循环体语句end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。例3-11从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入