内容发布更新时间 : 2024/11/9 14:47:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

五 程序设计

MATLAB作为一种高级语言，它不仅可以如前几节所介绍的那样，以一种人机交互式的命令行的方式工作，还可以像BASIC、FORTRAN、C等其他高级计算机语言一样进行控制流的程序设计，即编制一种以 .m为扩展名的MATLAB程序,简称M文件,所谓M文件就是由MATLAB语言编写的可在MATLAB语言环境下运行程序源代码文件。由于商用的MATLAB软件是用C语言编写而成。因此，M文件的语法与C语言十分相似。对广大参加建模竞赛且学过C语言的同学来说，M文件的编写是相当容易的。

M文件可以分为脚本文件(Script)和函数文件(Function)两种。 1 脚本文件：（1）编写文档:点击MATLAB指令窗口上面最左端的图标 ，即新建文件，就可打开MATLAB文件编辑器，像word一样。用户即可在空白窗口中编写程序。例如输入下面的程序：

x=linspace(0,2*pi,20);

y=sin(x);

plot(x,y,'r+') title('正弦曲线') (2）点击文件编辑器上面工具条中的保存，命名（例如将上面的程序命名为picture），然后保存。这样的文件就是M-文件：picture.m

(3)运行：i）在命令窗口中输入文件名(如上面的picture),然后执行。

ii）或直接在文件编辑器上面的工具条中找到debug里面的run（即运行），

点击即可（或直接按F5）。

iii）如果发现错误，在写好的程序里直接改正，然后再保存，再运行，注意

一定要先保存，后运行。

2 函数文件：我们经常用到的像sin、cos、exp这样的一些函数都是MATLAB软件自身所带的函数，因此直接应用即可，但有时我们为了解决一些问题需要自己编写函数。自己编写函数有两个基本要求

i）必须在MATLAB文件编辑器中编写，也是M-文件。 ii）函数名和文件名必须相同。

322例1: 编写函数 f?x?2x?x?6.3, 计算f(1)f(2)?f(3)

2x?0.05x?3.14 （1）打开MATLAB文件编辑器，即点图标，输入

function y= fun1(x) % 表示y是x的函数，x是自变量，fun1是我们

自己命名的函数名

y=(x^3 - 2*x^2 + x - 6.3)/(x^2 + 0.05*x - 3.14);

然后保存。

注：在自己编写的函数前都要写上function（关键字），表示这是自己定义的函数。fun1表示函数名，那么最后保存文件也要命名为fun1。

（2）这样在命令窗口中就可以像应用sin、cos那样来使用函数fun1，如：在命令窗口中输入

>> fun1(1)*fun1(2)+fun1(3)*fun1(3)

ans =

-12.6023

例2：也可以多输入、多输出，如

输入向量x，y，要求编写函数输出x、y各自的长度、x与y的数量积、向量积。 (1)建立M文件如下

function [L1,L2,nei,wai]=fun2(x,y); % 定义函数名为fun2 L1=sqrt(sum(x.^2)), % x的长度 L2=sqrt(sum(y.^2)), % y的长度

nei=dot(x,y), % x与y的数量积

wai=cross(x,y), % x与y的向量积 （2）保存命名为fun2.m

（3）在命令窗口中输入如下语句 >> x=[4 3 1]; y=[-2 1 6]; fun2(x,y) 运行结果为： L1 =

5.0990 L2 =

6.4031 nei = 1 wai =

17 -26 10 8.4.2 程序结构

和任何计算机语言一样，matlab有三种程序结构：顺序结构、选择结构（或分支结构）、循环结构

1顺序结构，即按照程序语句的顺序逐条运行命令，前面函数作图都是顺序结构，这里不再叙述

2选择结构

例3：if-end语句，例：

cost=10;number=12; % cost和number都是变量名

if number>8 % 如果number>8执行后面的语句，否则跳出

sums=number*0.95*cost; end, sums

例4：if-else-end语句，例：

cost=10;number=5; % 改变number的初值，看结果有何不同 if number>8

sums=number*0.95*cost;

else sums=number*0.5*cost; end, sums

x?2?x?1,?3x,2?x?8?例5：定义函数f(x)??，

4x?5,8?x?20???cosx?sinx,x?20计算f(0.1)，f(1)，f(9)，f(22)，f(2?)

建立函数文件fff.m function y=fff(x) if x<2

y=x+1;

elseif x>=2 & x<=8

y=3*x;

elseif x>8 & x<=20

y=4*x-5;

else y=cos(x)+sin(x); end

在命令窗口中计算

>> y=[fff(0.1),fff(1),fff(9),fff(22),fff(2*pi)] 结果y =

1.1000 2.0000 31.0000 -1.0088 18.8496

3循环结构

for循环语句（这里的for语句与C语言中的for语句不同，要更简单一些） 例6：一个简单的for循环示例

for i=1:10; % i依次取1,2,…10,.

x(i)=2*i; % 对每个i值，重复执行该指令

end; % 表示循环结束，每一个for要对应一个end x % 要求显示运行后数组x的值。 输入后观察结果，体会for语句的作用。

注：在MATLAB里（在C语言中也一样），“?”的作用表示把等号右边的值送给左边的变量，这和数学中相等的含义不同。

while循环语句

例7: Fibonacci 数列：1，1，2，3，5，8，… 即：ak?2?ak?ak?1，（ k?1，2，3…）现要求该数列中第一个大于10000 的元素。

a(1)=1;a(2)=1;i=2;

while a(i)<=10000 % 当a(i)<=10000时执行后面的语句，否则跳

出循环

a(i+1)=a(i-1)+a(i); i=i+1;

end;

i,a(i), %显示i和a(i)

例8：用for 循环语句来寻找Fibonacc 数列中第一个大于10000 的元素。

n=100;a=ones(1,n); % a是一个一行，n列的所有元素为1的矩阵 for i=3:n

a(i)=a(i-1)+a(i-2); if a(i)>=10000

a(i),

break; % 表示跳出循环 end; end, i

9 练习：1 用e?1?11??2!3!?1求e的近似值，并估计误差。 10! 2 输入矩阵x=[4,8,-12,10,23;-6,3,15,13,19;9,-1,2,18,14;11,7,-5,21,17]， 用for语句和if语句找出x中大于15的元素，并将其换成100，输出结果检查是否正确 （即命令x(x>15)=100所实现的功能）

x??1??(x?1),??2f(x)?3 定义函数?1?x,?1?x?1然后计算f(?2)，f(0)，f(2)，

?0,1?x??如何画出f(x)图像？