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科学计算 | MATLAB程序设计基础

引言

在前面的学习中，我们都是在命令行窗口逐条输入命令，然后由matlab解释执行，这种交互式的命令执行方式，操作简单直观，但是命令执行速度慢，而且执行过程不能保留，如果把命令写成程序，并保留在文件中，就可以重复运行这个程序，这就是命令的程序执行方式。

程序文件

MATLAB提供了实现程序流程控制的语句，利用这些语句可以编写解决实际问题的程序，在MATLAB中程序文件的扩展名为.m，也称M文件。程序文件包括脚本文件和函数文件。

脚本文件是可在命令行窗口直接执行的文件，也叫命令文件。

函数文件是定义一个函数，不能直接执行，而必须以函数调用的方式来调用它。

PS:函数文件必须包含函数声明‘function’

• 用命令按钮创建文件

• 用edit命令创建文件

>> edit 输入你想创建的文件名

01

顺序结构

1.数据的输入

A=input('提示信息')

>> A=input('请输入变量A=')请输入变量A=

2.数据的输出

disp(输出项)

PS:不会显示变量的名字和空格，输出格式更紧凑

>> A=[1,2,3];>> disp(A)     1     2     3

3.程序的暂停

pause(延迟秒数)

PS:如果省略延迟时间，就会暂停程序，直到用户按任意键后程序才会继续执行；若要强行中止程序的运行可使用ctrl+c命令。

02

选择结构

1.单分支if语句

语句格式：

if   条件

语句组

end

• 当条件结果为标量时，非零表示条件成立，零表示条件不成立。

• 当条件结果为矩阵时，如果矩阵非空，且不包含零元素，则条件成立，否则不成立。

2.双分支if语句

语句格式

if   条件

语句组1

else

语句组2

end

例1：输入输入一个整数，若为奇数则输出其平方根，否则输出其立方根。

3.多分支if语句

语句格式：

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

例2：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数的平方，若为其他字符则原样输出。

4.switch语句

语句格式：

switch   表达式

case 结果表1

语句组1

case 结果表2

语句组2

…

case 结果表m

语句组m

otherwise

语句组n

end

• switch表达式应该是一个其值可以列举的表达式

• case结果表为switch表达式的取值，当取值有多个时，用单元数据表示，也就是将多个结果用大括号括起来。

例3：输入一个英文单词，判断它是否以元音字母开头。

03

循环结构

1.for语句

格式:

• for语句针对向量的每一个元素执行一次循环体。

• 退出循环体之后，循环变量的值就是向量中最后的元素值。

• 当向量为空时，循环体一次也不执行。

例1：

按照matlab的定义，for语句的循环变量也可以是一个列向量，其格式为:

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，直到各列元素处理完毕循环结束。

思考：下面两个for语句其循环次数相同吗？若不相同，分别是多少？

for k=[1,2,3,4]——执行4次

for k=[1;2;3;4]——执行1次

2.while语句

语句格式:

while   条件

循环体语句

end

• while语句多用于循环次数不确定的情况，而对于循环次数确定的情况，使用for语句更方便。

• 针对不同情况可以选择不同的循环语句，但从功能上讲两种循环语句可以相互替代。

3.break语句和continue语句

• break语句用于跳出循环体，结束整个循环。

• continue语句用来结束本次循环，接着进行下一次是否执行循环的判断。

例2：求[100,200]之间第一个能被21整除的整数。

04

函数文件的定义与调用

1.函数文件的基本结构

function 输出形参表=函数名(输入形参表)

注释说明部分

函数体语句

PS:当有多个形参时，形参之间用逗号隔开，组成形参表。当输出形参多于一个时，应该用方括号括起来，构成一个输出矩阵。

2.函数调用

调用格式 ：

[输出实参表]=函数名(输入实参表)

3.  匿名函数

基本格式：

函数句柄变量=@(匿名函数输入参数)匿名函数表达式

>> f=@(x,y)x^2+y^2f =    @(x,y)x^2+y^2>> f(5,6)ans =    61

05

函数的递归调用

函数的递归调用

一个函数调用它自身称为函数的递归调用

1.直接递归调用

2.间接递归调用

例1：利用函数的递归调用，求n！。

06

函数参数与变量的作用域

1.函数参数的可调性

• nargin—输入实参的个数

• nargout—输出实参的个数

2.全局变量与局部变量

• 局部变量：在程序中只在特定过程或函数中可以访问的变量。

• 全局变量 ：所有的函数都可以对它进行存取和修改。

全局变量定义格式：

global    变量名

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