七节Matlab程序设计.ppt
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1、第七节 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的重要组成部分。,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
2、或几个语句。,例如: x1=0:10 x1 = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x2=0:3:11 x2 = 0 3 6 9 x3=11.5:-3:0 x3 = 11.5000 8.5000 5.5000 2.5000,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
3、,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。 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 File As 将编辑器中的内容存入文件 *.m。 3. 编辑器 用系统自带的记事本或者word可以打开编辑m文件,也可以使用专业的编辑工具,例如:Ult
4、raEdit。当然更好的选择是用matlab自带的编辑器编写m文件。,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 1. path(path,c:toolsgoodstuff) 2.用pathtool路径浏览器设定当前目录。 可以在命令行输入pathtool,也可以在fileset path中加入文件夹或文件。,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
5、 gatlin image(X),colormap(gray);axis equal;axis(off),2. m文件 m文件的语法类似于c语言,但又有其自身特点,后缀为m。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(脚本script) 可调用m文件 称函数文件(function),(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。 命令文件的特点: 命令文件没有输入输出参数。 命令文件运行中可以调用工作空间的数据,运行中产生的所
6、有变量为全局变量。 命令文件可以直接运行。,命令文件包括两部分:注释文件和程序文件 %RANK Number 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)
7、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,如何有效加注释,% 最常用的操作,但是效率慢。如果是对大段的代码进行注释,可使用下面三种方法: 选中大段代码,鼠标右键comment ,如果要取消大段代码的注释,同样鼠标右键uncomment 快捷键:加注释是选中代码按 Ctrl+r,取消注释是选中代码按 Ctrl+t。 if(0) 大段的代码 end,(2) Matlab内置函数文件 Matlab自定义的函数
8、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。 返回为:sin is a built-in function. 实际应用中可以直接调用 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
9、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: (1)函数定义行: function 返回变量、参数=函数名(输入变量、参数) (2) 函数说明,就是函数注释。 (3) 函数体:程序语句段,完成函数的功能。,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 因变量=函数名(自变量) 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,也不能调用工作
10、空间的数据,其变量只在函数运行期间有效。 不能直接运行,只能调用。因为系统无法确定输入变量。 只能在当前目录运行。,(4) 系统文件s函数 用于描述系统运动的专用函数,是特殊的 m 文件。 s 函数有3类: 由simulink结构图自动创建 可用c语言程序设计mex文件直 接定义 用函数m文件编写 s函数一旦创建,即可在框图中使用,也可在文件中调用。,S函数的调用格式 sys, x0=sfunction( t, x, u, flag) S函数与函数m文件类似,只是输入、输出变量是限定的。,系统状态,状态初值,用户定义的系统,当前时刻,当前状态值,当前输入值,标志量,matlab的函数类型 si
11、mple 未加载的内部函数、m文件 overloaded 加载的内部函数、m文件 subfunction 子函数 constructor matlab类的创建函数 private 局部函数,Matlab自动备份文件,Matlab的程序文件中除了后缀是m,mat外,还有asv。它没有任何作用,只是像Word一样备份文件,可以删除。 也可以设置不备份文件,方法是: 在file/Preferences里面在“Editor/Debugger”菜单里面找到Autosave,把勾选去掉。,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
12、).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 (硬循环语句或无条件循环),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 (当 就) 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
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