matlab函数及脚本文件入门课件.ppt

1、3.1 M文件建立文件建立3.2 脚本文件脚本文件3.3 函数文件函数文件3.4 程序控制结构程序控制结构3.5 程序调试程序调试-1.M 文件文件 Matlab 命令组合构成，完成操作和算法 M文件分类 扩展名为：3.1 M文件建立文件建立-(1)新建M 文件2.2.M M文件建立和打开文件建立和打开 u 命令操作:u 命令按钮:M 文件编辑器（2）打开M 文件u 菜单操作:表格或空白文件 函数文件-(2).windows记事本和记事本和word-3.matlab搜索路径的设置搜索路径的设置显示路径：显示路径：设定当前目录：设定当前目录：设定搜索路径：设定搜索路径：set path (add

2、 folder)删除删除rmpath(folder path)-4.显示显示M文件内容文件内容调用格式：调用格式：edit which aaaaaaaa not found.cd C:UsersDesktopmatlab addpath(C:UsersDesktopmatlab)edit aaaatype aaaa type aaaa.mqq=22;bb=444;dd=qq+bb;在命令窗口显示-%fcircle calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r 圆半径%s 圆面积%p 圆周长%2004年年7月月30日编日编r=

3、22;s=pi*r*r p=2*pi*r 1.编脚本文件求半径为编脚本文件求半径为r的圆的面积和周长的圆的面积和周长H1注释行注释行函数体函数体帮助文本区帮助文本区 3.2 脚本文件脚本文件 由于help搜索例例例例-p 运行后所有变量驻留在基本工作空间（运行后所有变量驻留在基本工作空间（base workspace）p 文件变量名不要和计算机命令、函数、文件名相同。文件变量名不要和计算机命令、函数、文件名相同。whos Name Size Bytes Class Attributes p 1x1 8 double r 1x1 8 double s 1x1 8 double rsp2.调用脚本

4、文件调用脚本文件rps*34-特点特点 一串命令行简单叠加的集合；自动按顺序执行文件的命令；无输入和输出量；所有变量都驻留在基本工作空间中；所有变量均为。v,d=eig(a)-从键盘输入数据给变量AA=input(Please input A:)name=input(Whats your name?,s)Please input A:33输入字符串变量：输入字符串变量：输入数值：输入数值：name=lili-clear;r=input(Please input radii:);s=pi*r*r;p=2*pi*r;dddPlease input radii:33s=3.4212e+003p=20

5、7.3451例例例例-：a=input(input example)input example1+4a=5 ischar(a)ans=0 b=input(input examplen,ss)input example1+4b=1+4 ischar(b)ans=1n是换行-数据输出：x=1:2:5;xx=1 3 5 disp(x)x=1 3 5例例例例-disp(the x value is)disp(x)disp(the x value is:,)the x value is:1 3 5the x value is 1 3 5-function s,p=fci(r)s=pi*r*r;p=2*p

6、i*r;endr=input(r=);s=pi*r*r;p=2*pi*r;sp=s,pdisp(s=,num2str(sp(1),p=,num2str(sp(2)例例例例 编脚本文件求半径为编脚本文件求半径为r的圆的面积和周长的圆的面积和周长-输入x,y值，并将它们值互换后输出。例例例例x=input(Input x please.);y=input(Input y please.);z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);-指定数据输出的格式%d 整数%e 实数：科学计算法形式%f 实数：小数形式%g 由系统自动选取上述两种格式之一%s 输出字符串：文件句柄，若缺省，则输出到

7、屏幕A是用来存放数据的矩阵指定格式将变量的值输出到屏幕或指定文件-创建一个字符矩阵并存入磁盘，再读出赋值给另一个矩阵。a=string;fid=fopen(d:char1.txt,w);fprintf(fid,%s,a);fclose(fid);fid1=fopen(d:char1.txt,rt);b=fscanf(fid1,%s)例例例例 b=3fprintf(there are%f,b)there are 3.000000-3.3.1 函数文件函数文件 3.3.2 全局变量和全局变量和局部变量局部变量3.3.3 子函数与主函数子函数与主函数3.3.4 函数句柄和匿名函数函数句柄和匿名函数-

8、function s,p=fcircle(r)%FCIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r%r 圆半径%s 圆面积%p 圆周长%2004年年7月月30日编日编s=pi*r*r;p=2*pi*r;end 编函数文件求半径为编函数文件求半径为r的圆的面积和周长的圆的面积和周长函数定义行函数定义行H1注释行注释行函数体函数体帮助文本区帮助文本区 3.3.1 函数文件函数文件 例例例例-1.函数文件的格式：函数文件的格式：H1行行 用一行文字来综述函数的功能帮助区注释说明语句段function output_args=

9、Untitled(input_args)%UNTITLED5 Summary of this function goes here%Detailed explanation goes here end-u第一行引导词;u起函数名要有含义，与一致，即u列出函数与外界交换数据的u输入/输出量数目不限，可有可无；u输出多个变量，应用方括号-s,p=fcircle(22)s=1.5205e+03p=138.2301 s=fcircle(22)s=1.5205e+03 fcircle(22)ans=1.5205e+03function ffcircle(r)s=pi*r*r;p=2*pi*r;endfu

10、nction s=ffcircle(r)s=pi*r*r;p=2*pi*r;end-nargin(函数名函数名)nargout(函数名函数名)输入个数输入个数输出个数输出个数r=roots(c)nargin(roots)nargout(roots)ans=-1输入个数不确定，输入个数不确定，显示负值显示负值nargin(plot)-Jacobi迭代法的迭代法的MATLAB函数文件函数文件Jacobi.m如下：如下：functionif nargin=3 eps=1.0e-6;elseif nargin=eps x0=x;x=B*x0+f;n=n+1;end nargin(jaco)ans=4

11、nargout(jaco)ans=2-u 文件第二行，是帮助文本的第一行；u%开头注释行，字符不被matlab执行；u 大写体的文件名大写体的文件名和运用关键词简要描述的函数功能；u 在线帮助使用；lookfor只H1行查询关键词。u H1行后%的注释行组成；u 详细说明函数功能，如输入/输出量总数和调用格式说明u Help function_name显示所有的%的注释行。-lookfor fcirclefcircle -calculate the area and perimeter of a circle of radii rhelp fcircleFCIRCLE calculate th

12、e area and perimeter of a circle of radii r r 圆半径圆半径 s 圆面积圆面积 p 圆周长圆周长 2004年年7月月30日编日编显示注释：显示注释：help 文件名文件名lookfor fcircle-函数体函数体n 实现函数文件功能的指令组成；n 接受输入量、程序结构控制，创建输出量。注释注释n%开头注释行；n 函数文件任意位置，绿色表示；n 对语句注释说明。-2 函数调用函数调用输出变量输出变量=函数名函数名(输入变量输入变量)调用格式调用格式：rr=234rr=234 x,y=ff(rr)x=1.7202e+005y=1.4703e+003 w

13、hosName Size Bytes Class rr 1x1 8 double x 1x1 8 double y 1x1 8 double function s,p=fcircle(r)ff(2,3)*34 whos Name Size Bytes Class ans 1x1 8 double clear ff(333)ans=3.4837e+005-函数调用特点函数调用特点 开辟临时函数工作空间()存放中间变量;运行完毕，中间变量被清除以及临时空间关闭；函数调用必与函数定义行同名同名；实参数的顺序、个数应与形参数一致，否则出错。-运行后只，不保留function s,p=fcircle(r

14、)s=pi*r*r;p=2*pi*r;endfunctionif nargin=3 eps=1.0e-6;elseif nargin=eps x0=x;x=B*x0+f;n=n+1;end A=10,-1,0;-1,10,-2;0,-2,10;b=9,7,6;xx,nn=jaco(A,b,0,0,0,1.0e-6)xx,nn=jaco(10,-1,0;-1,10,-2;0,-2,10,9,7,6,0;0;0)xx=0.9958 0.9579 0.7916nn=11-2023-1-132function abcd(a,b)c=a+bd=sin(c)e=log(d)保存为abcd.m在工作窗口中调

15、用：a=2;b=3,4,5,6;a=2;b=3;c=a+b;d=sin(c);e=log(d);保存为：abcd.m在工作窗口中调用：abcd%文件名即可function e=abcdef(a,b)c=a+bd=sin(c)e=log(d)保存为abcd.m在工作窗口中调用：a=2;b=3,4,5,6;ee=例例例例程序中变量均为-脚本式M文件函数式M文件无函数定义行；有函数定义行；无输入和输出量，也不一定要返回结果。可有输入和输出变量，并有返回结果；在base workspace中数据操作，运行后变量驻留其中；中间变量存在临时工作空间，它随函数结束而删除；全局变量。局部变量，除特别声明。脚本

16、文件和函数文件的区别脚本文件和函数文件的区别-所有变量驻留在基本工作空间中，即全程有效全程有效；所有函数都可对其进行存取和修改；定义全局变量是函数之间传递信息的手段。-仅在函数工作空间中间变量中间变量，影响仅限于函数本身；函数文件变量不能直接访问workspace中的全局变量，它只能读取通过参数传入的变量；函数文件中定义的变量不能被另一个函数文件引用；如果在若干函数中，把某个变量定义为全局变量，那么这些函数可以共用这个变量。-2023-1-136function avgs=test4(A)global S SS%定义全局变量m,n=size(A);for i=1:m s(i)=sum(A(i,

17、:)endss=sum(s)avgs=ss/(m*n)end调用调用test4：A=4 3 5;6 7 8;3 5 7;1 3 4;test4(A)ans=4.6667 global S SS ssss=56 ss=12 21 15 8注意：变量之间以空格分隔，而不能用逗号分隔。注意：变量之间以空格分隔，而不能用逗号分隔。global 变量名变量名调用格式：调用格式：例例例例一般大写字母一般大写字母-2023-1-137u 一个M文件可含多个函数,第一个主函数主函数,其它子函数子函数;u主函数必须在最前面，子函数次序可随意调整；u子函数仅被主函数或同一文件其它子函数所调用；是主函数的一种，只在

18、限定函数群可见，一般放在private命名子目录中。它只对父目录中函数可见。-function c=test(a,b)%主函数c=test1(a,b)*test2(a,b);endfunction c=test1(a,b)%子函数1c=a+b;endfunction c=test2(a,b)%子函数2c=a-b;end例例例例-主函数和子函数function =homework%problem 1x=-3:3;disp(problem 1)disp(the squares of the input values are listed below)y=square(x);disp(y)%prob

19、lem 2r1=0.5;r2=0.25;disp(problem 2)disp(the cold work is)cold_work(r1,r2)%problem 3m=1,2,3;g=9.8;dz=5;disp(problem 3)disp(the change in potential energy is)potential_energy(m,g,dz)function result=square(x)result=x.2;function result=cold_work(r1,r2)result=(r1.2-r2.2)/r1.2;function result=potential_en

20、ergy(m,g,dz)result=m.*g.*dz;例例例例-两种创建句柄：两种创建句柄：class(hd)ans=function_handlehfun=str2func(fun)hfun=fun携带函数路径的函数，反复调用方便，像变量调用。1.函数句柄函数句柄:hfun=+函数名函数名 hfun=str2func(fun)function fv=fun(x)fv=x-10.x+2；end-函数句柄调用：函数句柄调用：y1,y2,.=feval(fhandle,x1,.,xn)feval(hfun,3)ans=46.0977y1,y2,.=hfun(x1,.,xn)直接调用：直接调用：h

21、fun(3)ans=46.0977间接调用间接调用:调用函数文件一样调用函数文件一样执行由串指定的函数-2.匿名函数匿名函数 以符号开头；expression为函数体；xlist为输入参数列表 f=(xlist)expression 简单形式，不要求M文件，在命令窗口或者M文件中定义。只含表达式、任意多输入和输出变量。特点：特点：格式：格式：ff=(x)sin(x)ff(2)feval(ff,2)yyy=(x)sin(x).*log(x)-3.4程程序序控控制制结结构构-if 语句语句switch 语句语句条件结构条件结构:根据给定条件成立与否，执行不同语句。条件结构的语句条件结构的语句:-(

22、1)单分支结构if expression（条件表达式：条件表达式：关系和逻辑关系和逻辑）statements（语句组语句组A）endif expression（条件）条件）statements1（语句组语句组A）statements2（语句组语句组B）end(2)双分支结构双分支结构-x=input(请输入请输入x的值的值:);if x=90 result=A;elseif x=80result=B;elseif x=70result=C;elseif x=60result=D;elseresult=E;end-A=input(A=);B=input(B=);if AB greaterelse

23、if A=90 result=A;elseif x=80result=B;elseif x=70result=C;elseif x=60result=D;elseresult=E;endfunction result=grade(per)k=floor(per/10)switch kcase 9,10result=A;case 8result=B;case 7result=C;case 6result=D;otherwiseresult=E;end-per=input(输入成绩)k=floor(per/10)switch kcase 9,10disp(A)case 8disp(B)case 7

24、disp(C)case 6disp(D)otherwisedisp(E)end第二种方法-循环结构循环结构:按照给定的条件，重复执行指定的语句。循环结构的语句循环结构的语句:3.4.2 循环结构循环结构-for variable=expression(循环变量循环变量)statement（循环体）循环体）endfor for 循环变量循环变量=初始值初始值:步长步长:终止值终止值 循环体语句循环体语句endend=-y=0;n=100;for k=1:n y=y+1/(2*k-1);endy当 n=100 时，求 y 的值n=100;i=1:2:2*n-1x=1./iy=sum(x)y无循环无

25、循环采用循环语句会降低其执采用循环语句会降低其执行速度，所以程序通常由行速度，所以程序通常由下面的程序来代替：下面的程序来代替：n=100;y=sum(1./(1:2:2*n-1);y例例例例-for m=100:999m1=fix(m/100);%求求m的百位数字的百位数字m2=rem(fix(m/10),10);%求求m的十位数字的十位数字m3=rem(m,10);%求求m的个位数字的个位数字if m=m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3disp(m)endend 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。例例例例Fix向零取证向零取证R

26、em除法求余除法求余-function H=hilbn(n)for i=1:n for j=n:-1:1 H(i,j)=1/(i+j-1);endendH建立Hilbter函数2.循环的嵌套循环的嵌套function H=myhilb(n)for i=1:n for j=1:n H(i,j)=1/(i+j-1);endend1(,)1A i jij例例例例-x=zeros(1,10);for n=1:10 x(n)=sin(n*pi/10);endx例例-x=rand(1,50000);%随机投币随机投币50000次次sum=0;k1=0;a=zeros(1,50000);b=zeros(1,

27、50000);%赋予初始赋予初始值占位，值占位，for(i=1:50000)sum=sum+1;%投币次数累计值投币次数累计值if x(i)0.5%投币正面概率投币正面概率 0.5 k1=k1+1;%投币正面次数累计值投币正面次数累计值enda(i)=k1;%投币正面次数累计值投币正面次数累计值b(i)=sum;%投币次数累计值投币次数累计值endf1=a./b;%正面概率figure(1)plot(b,f1),title(出现正面的频率变化曲线)figure(2)plot(b,1-f1),title(出现反面的频率变化曲线)k1%正面次数,k2=sum-k1%反面次数f1=k1/sum%正面

28、频率，f2=1-f1%反反面频率例例投掷硬币实验投掷硬币实验-3.while 循环循环while expression（条件条件）statement（循环体）循环体）endn=0;while s=2n;n=n+1;end sn求n为多少时，2n100,其值多少例例例例-2023-1-164u for适用已知到循环次数循环次数，而不知循环运算目标；u while适用已知循环运算目标循环运算目标，而循环次数未知;u为了提高代码的运行效率，避免 for 循环的使用；4.4.for和和while循环语句区别循环语句区别-2023-1-165 计算级数计算级数:S=1+2+22+23+263=6302n

29、ns=0;s=0;i=0;i=0;i64i 0 sum mean=sum/cntend例例例例-try 语句组1catch 语句组2end lasterr%显示出错原因3.4.3 tr3.4.3 try-catch语句语句Try检测程序代码是否出错；先试探语句组1，如出现错误，则将错误信息赋给lasterr保留；并转去执行语句组2。语句格式语句格式-矩阵乘法运算要求两矩阵维数相容，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。A=1,2,3;4,5,6;B=7,8,9;10,11,12;try C=A*B;catch C=A.*B;endClasterr%显示出错原因例例例例

30、-程序设计常遇到提前终止循环、跳出子程序、显示出错信息等情况，主要有等。-1.break 和和 continuelbreak和和continue与循环结构与循环结构for 和和while相关语句，相关语句，它们一般与它们一般与if配合使用。配合使用。lbreak 终止循环，即跳出最内层循环；lcontinue结束本次循环，进行下次循环.-求求100，1000之间第一个能被之间第一个能被21整除的整数整除的整数。for n=100:1000if rem(n,21)=0 continueendbreakendn例例例例Rem除法求余除法求余-停止运行,控制权给键盘，命令窗口“”变成“K”;。对程序

31、调试和程序运行中修改都很方便。function abcdek(a,b)c=a+b;keyboardd=a*be=a/bendfunction abcdef(a,b)c=a+b;d=a*breturne=a/b*dabcdek(4,2)K a=2a=2K returnd=4e=1例例例例输入return后，控制权将交回文件function abcde(a,b)c=a+b;d=a*be=a/bend-程序的暂停程序的暂停 pause pause 或或 pause(npause(n)若想强行终止程序的运行，可以使用若想强行终止程序的运行，可以使用 Ctrl+cCtrl+cp n n 是延迟时间，以秒

32、为单位；是延迟时间，以秒为单位；p 缺省，将暂停程序，直到用户按任意键后继续缺省，将暂停程序，直到用户按任意键后继续l pause off pause off 屏蔽程序中所有 pause 的作用l pause on pause on 打开 pause 的作用-function abcdp(a,b)c=a+bd=sin(c)pausee=log(d)function abcd(a,b)c=a+bd=sin(c)e=log(d)abcd(3,4)c=7d=0.6570任意键任意键e=-0.4201例例例例-5.echo在命令窗口显示执行过程的在命令窗口显示执行过程的M文件的命令文件的命令-echo

33、 on edfor n=100:1000if rem(n,21)=0 continueif rem(n,21)=0 continueif rem(n,21)=0 continueif rem(n,21)=0 continueif rem(n,21)=0 continueif rem(n,21)=0endbreakendnn=105 echo abcd on abcd(3,4)c=a+b;d=sin(c);e=log(d)e=-0.4201function abcd(a,b)c=a+bd=sin(c)e=log(d)for n=100:1000if rem(n,21)=0 continueend

34、breakendn保存为ed例例例例-function abcd(a,b)c=a+bd=sin(c)cce=log(d)abcd(3,4)c=7d=0.6570?Undefined function or variable cc.Error in=abcd at 4cc显示指定的出错信息并终止当前程序运行Error(message)类似warning,区别warning显示指定警告还运行例例例例-3.5 程序调试程序调试M文件错误种类：文件错误种类：函数参数输入类型，括号，矩阵运算：运行过程中死机或溢出，与程序本身有关。M文件设计应避免情况文件设计应避免情况：Inf，nan或空矩阵可能异常地方

35、提供识别语句，识别语句：识别语句：isinf,innan,isempty-利用它来指定程序代码的断点，使利用它来指定程序代码的断点，使得程序在断点前停止执行，并进入得程序在断点前停止执行，并进入调试模式，从而可以检查当前各个调试模式，从而可以检查当前各个变量的值变量的值。-文件名为mfile的M文件的第一个可执行语句第一个可执行语句前设置断点。mfile的M文件的第lineno行设置断点。如果第lineno行为非执行语句，则在其后的第一个可执行语句前设置断点。mfile的M文件子程序subfun第一个执行语句前设置断点。-遇到错误时，自动设置断点。不包括trycatch之间的错误。遇到错误时，

36、自动设置断点。包括trycatch之间的错误。遇到警告时，自动设置断点 trycatch间代码遇到错误时，自动设置断点。当程序运行遇到无穷值或者非数值无穷值或者非数值时，自动设置断点。-显示行号的M文件文本显示断点信息继续执行 到程序结束，或者下个断点将从断点处继续执行M文件清除断点退出调试状态其它调用函数其它调用函数-function y=t(x)l=length(x);y=1:l+x使用命令调试程序：使用命令调试程序：-在命令窗口输入dbstop in function8,打开function8.m,可见在第一个可执行语句前设置断点。-单击图中红点，会发现红点被取消，此时回复到初始状态。然后在命令窗口依次输入dbstop if error和test(magic(3)，可得到如下的运行结果和如下图所示的界面。-