MATLAB及其在理工课程中的应用-5

M文件和函数句柄7.1M文本编辑器MATLABEditor/Debugger是一个集编辑与调试功能于一体的工具环境。创建新M文件的三种方法①在MATLAB指令窗运行指令edit;②点击MATLAB指令窗工具条上的③利用MATLAB指令窗的[File:New]子菜单打开已有M文件的方法①在MATLAB指令窗运行指令editfilename②点击MATLAB指令窗工具条上的③利用MATLAB指令窗的[File:Open]子菜单7.2MATLAB控制流for循环结构forx=array%x称为循环变量(command)%循环体end循环结构可以嵌套使用；为了得到高效代码，应尽量提高代码的向量化程度，避免使用循环结构；在循环指令之前应尽量对数组进行预定义；由于i和j是预定义变量，作“虚单位”使用，所以尽量避免把i和j用作循环变量；例题exm7.2-17.2MATLAB控制流while循环结构whileexpression(commands)end当MATLAB碰到while指令时，首先检测expression的值，若其值为逻辑真，则执行组命令。与for循环的区别：while循环结构的循环体被执行的次数不是确定的，而for循环结构的循环体的执行次数是确定的。while指令后的表达式为空数组，则表达式值为假，而不执行循环体。例题exm7.2-27.2MATLAB控制流if-else-end分支结构ifexpressionifexpression(commands)(commands1)endelse(commands2)endif指令判决和break指令的配合使用，可以强制终止for循环或while循环。例题exm7.2-3,7.2-47.2MATLAB控制流switch-case结构switchex*ex为一标量或字符串casetest1(commands1)*当ex等于test1时，执行组命令1，casetest2*然后跳出该结构。…casetestk*当ex等于testk时，执行组命令k(commandsk)*然后跳出该结构。otherwise*otherwise指令可以不存在(commands)*表达式不等于前面所有检测值时*执行该组命令。例题exm7.2MATLAB控制流try-catch结构try(commands1)*组命令1总被执行。若正确，则跳出该结构catch(commands2)*仅当组命令1出现执行错误时，2才被执行end可调用lasterr函数查询出错原因。若lasterr的运行结果为一个空串，则表明组命令1被成功执行了。当执行组命令2时又出错，MATLAB将终止该结构。例题exm7.2MATLAB控制流控制程序流的其他常用指令v=input(‘message’),v=input(‘message’,’s’)该指令执行时，“控制权”交给键盘。Message是提示用的字符串。keyboard用户从键盘输入M指令，遇return返回程序。break令循环终止或令程序中断continue跳过位于其后的循环中的其他指令，执行下一迭代pause,pause(n)程序暂停执行（n秒）error(‘message’)显示出错信息message，终止程序Lasterr显示最新出错原因，并终止程序Lastwarn显示MATLAB自动给出的最新警告程序继续运行warning(‘message’)显示警告信息message,程序继续运行7.3脚本文件和函数文件M脚本文件对比较简单的问题，从指令窗中直接输入指令进行计算十分简单。但随指令数增加或控制流复杂度的增加，以及重复计算要求的提出，直接从指令窗进行计算显得烦琐。故适宜脚本文件脚本文件运行后，所产生的所有变量都驻留在MATLAB基本工作空间（baseworkspace）中。只要用户不使用clear指令加以清除，且MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直保存在基本工作空间内。7.3脚本文件和函数文件M函数文件与脚本文件不同，函数文件（functionfile)犹如一个“黑箱”。从外界只能看到传给它的输入量和输出结果，而内部运作是藏而不见的。函数文件的第一行是以“function”引导的“函数声明行”。对“输入输出宗量”的标称数目没有限制。函数文件运行，MATLAB为之专门开辟临时工作空间（functionworkspace）。当执行完文件最后一条指令或遇return时，结束运行，并清除临时工作空间内所有中间变量。若在函数文件中调用某脚本文件，则该脚本文件运行产生的所有变量都存放于该函数空间中，而不存放在基本空间。7.3脚本文件和函数文件局部变量和全局变量局部变量：存在于函数空间内部的中间变量，产生于该函数运行过程中，影响范围仅限于该函数本身。全局变量：用global指令。每个共享全局变量的函数或MATLAB基本空间，必须逐个用global对具体变量加以专门定义。没采用global定义的函数或基本工作空间，无权享用全局变量。全局变量的定义必须在该变量被使用之前进行。为了提高M文件的可读性，选用大写字符命名全局变量。由于全局变量损害函数的封装性，故不提倡使用全局变量。7.3脚本文件和函数文件典型M函数文件的一般结构函数申明行：位于函数文件的首行，以function开头，函数名以及函数的输入输出宗量都在该行定义。H1行：紧随函数申明行之后以%开头的第一注释行。包括大写体的函数名，运用关键词简要描述的函数功能。在线帮助文本区：H1行及其之后的连续以%开头的所有注释行。包括函数输入输出宗量的含义，调用格式的说明。编写和修改记录：与在线帮助文本区相隔一个空行，以%开头，标志编写及修改该M文件的作者、日期、版本记录。函数体：与前面的注释行以空行相隔，由实现该M函数文件功能的MATLAB指令组成。例题exm7.4变量的检测传递和限权使用函数输入输出宗量检测指令nargin在函数体内，用于获取实际输入宗量nargout获取实际输出宗量nargin(‘fun’)获取‘fun’指定函数的标称输入宗量数nargout(‘fun’)获取‘fun’指定函数的标称输出宗量数inputname(n)给出第N个输入宗量的实际调用变量名跨空间变量传递跨空间计算串表达式的值evalin(‘workspace’,’expression’)evalin(‘workspace’,’expression1’,’expression2’)跨空间赋值assignin(‘workspace’,’VN’,x)跨空间向VN变量赋值。例题exm7.4变量的检测传递和限权使用函数子函数MATLAB允许一个M函数文件包含多个函数的代码。第一个出现的函数成为主函数，其他函数成为子函数。保存时所用函数文件名与主函数名相同。外部程序只能对主函数进行调用。每个子函数的第一行是其函数申明行。主函数的位置不可改变，子函数的排列次序可以任意改变。子函数只能被处于同一文件的主函数或其他子函数调用。子函数的优先级仅次于内装函数。同一文件的主函数、子函数的工作空间彼此独立。各函数间的信息，通过输入输出宗量传递，或通过全局变量传递，或通过跨空间指令传递。7.4变量的检测传递和限权使用函数私用函数指位于private目录上的M文件函数。只能被private目录的直接父目录上的M函数文件所调用。不能被其他目录上任何M函数、M脚本文件或MATLAB指令窗中的命令所调用，也不能被直接父目录上的M脚本文件调用。私用函数的优先级低于内装函数和子函数，高于其他任何目录上的函数。7.5串演算函数“宏”操作能力（GUI的回调函数，各种泛函指令）串演算函数y=eval(‘CEM’)执行CEM指定的计算[y1,y2,…]=eval(‘CEM’)执行对CEM的函数文件调用，输出结果[y1,y2,…]=feval(FH,arg1,arg2,…)执行函数句柄FH指定的计算例题exm7.5-3,7.5-4内联函数inline(‘CE’,arg1,arg2…)把串表达式转化为arg1,arg2等指定输入宗量的内联函数。inline(‘CE’,n)把串表达式转化为x,P1,P2,…,Pn等指定输入宗量的内联函数。例题exm7.6函数句柄是一种新的数据类型。特点a)使feval以及借助于它的泛函指令工作更加可靠；b)使“函数调用”像“变量调用”一样灵活方便；c)可迅速获得同名重载函数的位置、类型信息；d)可在更大范围内调用子函数和私用函数，提高软件的重用性；e)提高函数的调用速度，尤其在反复调用情况下。7.6函数句柄函数句柄的创建必须通过专门定义产生：利用@符号或利用转换函数str2func函数句柄的基本用法若一个函数的调用格式:[argout1,argout2,…,argoutn]=FunName(argin1,argin2,…)该函数句柄hfun已存在，通过函数句柄实现函数运算的调用格式：[argout1,argout2,…]=feval(Hfun,argin1,argin2,…)例题exm