1_3MATLAB程序设计

化工过程程序设计ProgramDesigninChemicalEngineerProcessMATLAB语言的学习（程序设计基础）第一部分第3章MATLAB程序设计主要学习内容3.1程序控制结构3.2函数文件3.3程序调试第3章MATLAB程序设计3.1程序控制结构3.1.1顺序结构例：输入x,y的值，并将它们的值互换后输出。程序如下：clear,clc,x=input('Inputxplease.');y=input('Inputyplease.');z=x;x=y;y=z;disp(x);disp(y);%end第3章MATLAB程序设计程序的暂停：暂停程序的执行可以使用pause函数，调用格式：pause(停留秒数)如果省略停留时间，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。第3章MATLAB程序设计3.1.2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例：当矩阵a中元素全都大于零时输出a的值。clear,a=input('a=');ifa0disp(a);end%end第3章MATLAB程序设计(2)双分支if语句if条件语句组1else语句组2end例：计算分段函数的值。clear,x=input('请输入x的值:');ifx=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endy%end第3章MATLAB程序设计(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例：计算函数y=|x|+|x-2|的值。clearclcx=input(‘x=‘);ifx=2y=x+(x-2);elseifx2&x0y=x-(x-2);elsey=-x-(x-2);endfprintf(‘y=%f’,y);%end2．switch语句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例：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)%fix()朝零方向取整case{0,1}%价格小于200（花括号里的是胞元数组）rate=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第3章MATLAB程序设计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：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。clearA=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;endClasterr%显示出错原因第3章MATLAB程序设计3.1.3循环结构1、for语句for循环变量=表达式1:表达式2:表达式3循环体语句end例：求1-100间奇数的和。clear，sum=0;fori=1:2:100sum=sum+i;endsum%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。2、while语句一般格式：while(条件)循环体语句end执行过程：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:从键盘输入若干个数，当输入0时结束输入，求这些数的平均值和它们之和clearsum=0;cnt=0;val=input('Enteranumber:');while(val~=0)sum=sum+val;cnt=cnt+1;val=input('Enteranumber(endin0):');endif(cnt0)summean=sum/cntend%end第3章MATLAB程序设计3、break语句和continue语句与循环结构相关的语句还有break语句和continue语句。它们一般与if语句配合使用。break语句用于终止循环的执行。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。continue语句控制跳过循环体中的某些语句。当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环。4、循环的嵌套如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为循环的嵌套，或称为多重循环结构。第3章MATLAB程序设计例：求[100，200]之间第一个能被21整除的整数clearforn=100:200ifrem(n,21)~=0%rem()为求余数continueendbreakendn%end第3章MATLAB程序设计3.2函数文件3.2.1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其中：以function开头的一行为引导行，表示该M文件是一个函数文件。函数名的命名规则与变量名相同。输入形参为函数的输入参数，输出形参为函数的输出参数。当输出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。函数式M文件名和出现在文件的第一行的函数名必须相同。实际上，MATLAB7忽略了第一行的函数名，并且根据存储在硬盘上的文件名来执行函数。第3章MATLAB程序设计例：编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长。函数文件如下：function[s,p]=fcircle(r)%CIRCLEcalculatetheareaandperimeterofacircleofradiir%r圆半径%s圆面积%p圆周长%2009年1月10日编r=input('r=')s=pi*r*r;p=2*pi*r;fprintf('s=%fp=%f',s,p);%end第3章MATLAB程序设计3.2.2函数调用一般格式：[输出实参表]=函数名(输入实参表)注意：函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个数一致，否则会出错。函数调用时，先将实参传递给相应的形参，从而实现参数传递，然后再执行函数的功能。r=input('r=')[area,peri]=fcircle(r);fprintf('area=%fperi=%f',area,peri);%end第3章MATLAB程序设计在MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数调用它自身称为函数的递归调用。例：利用函数的递归调用，求n！递归调用函数文件factor.mfunctionf=factor(n)n=input('n:')ifn=1f=1;else%递归调用求(n-1)!f=factor(n-1)*n;endfac=factor(5);fac%end第3章MATLAB程序设计3.2.3M文件的建立与打开M文件是一个文本文件，可以使用MATLAB提供的文本编辑器进行编辑。1、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。File菜单中选择New菜单项，再选择M-file命令，打开MATLAB文本编辑器窗口。(2)命令操作。在命令窗口输入edit，打开文本编辑器窗口。(3)命令按钮操作。单击工具栏上的NewM-File命令按钮，打开文本编辑器窗口。在文本编辑器窗口内输入程序，保存为M文件。第3章MATLAB程序设计2、打开已有的M文件打开已有的M文件，有3种方法：(1)菜单操作。File菜单中选择Open命令，在Open对话框中选中所需打开的M文件。(2)命令操作。在命令窗口输入命令：edit文件名，则打开指定的M文件。(3)命令按钮操作。单击工具栏上的OpenFile令按钮，再从弹出的对话框中选择所需打开的M文件。第3章MATLAB程序设计3.3程序调试3.3.1程序调试概述一般来说，应用程序的错误有两类：一类是语法错误：语法错误包括词法或文法的错误，例如函数名的拼写错、表达式书写错等。另一类是运行时的错误：程序运行时的错误是指程序的运行结果有错误，这类错误也称为程序逻辑错误。第3章MATLAB程序设计3.3.2调试器1、Debug菜单项该菜单项用于程序调试，需要与Breakpoints菜单项配合使用。2、Breakpoints菜单项该菜单项共有6个菜单命令，前两个是用于在程序中设置和清除断点的，后4个是设置停止条件的，用于临时停止M文件的执行，并给用户一个检查局部变量的机会，相当于在M文件指定的行号前加入了一个keyboard命令。第3章MATLAB程序设计3.3.3调试命令除了采用调试器调试程序外，MATLAB还提供了一些命令用于程序调试。命令的功能和调试器菜单命令类似，具体使用方法请读者查询MATLAB帮助文档。OVER第3章MATLAB程序设计1、用for和while两种循环编程计算：2、求分段函数值：3、给出一个学生的百分制成绩，要求转化为等级输出。等级：A(90以上),B(80-89,C(70-79),D(60-69,E(60以下)，要求用case结构。1001n2)1n2（10xx210x543x5x0)x(f第3章MATLAB程序设计1题：For程序：sum=0forn=1:100sum=sum+(2*n-1)^2endfprintf('sum=f%',sum)第3章MATLAB程序设计While程序：clc,clear,sum=0;n=1whilen=100sum=sum+(2*n-1)^2n=n+1endfprintf('sum=f%',sum)第3章MATLAB程序设计2题：clc,clear,x=input('x=')ifx10y=2*xelseifx=5y=0elsey=(x-3)/4endfprintf('y=%f',y)第3章MATLAB程序设计3题：x=input('x=')switch1casex=90fprintf('A')casex=80&x90fprintf('B')casex=70&x80fprintf('C')casex=60&x70fprintf('D')otherwisefprintf('E')end