当前位置 博文首页 > 想要上南大的同学的博客：MATLAB02:结构化编程和函数定义
学习一门技术最好的方式就是阅读官方文档,可以查看MATLAB官方文档
与大多数编程语言相同,MATLAB有以下流程控制语句:
| 流程控制语句 | 作用 |
|---|---|
if, elseif, else | 若if语句为真,则执行子句 |
switch, case, otherwise | 根据switch语句内容判断执行哪个子句 |
while | 重复执行子句直到while中的条件为假 |
for | 执行子句固定次数 |
try, catch | 执行子句并捕获执行过程中的异常 |
break | 跳出循环 |
continue | 直接进入下一次循环 |
end | 结束子句 |
pause | 暂停程序 |
return | 返回到调用函数处 |
上述所有循环和条件语句都要在末尾以end闭合.
MATLAB还有以下逻辑运算符:
| 运算符 | 意义 |
|---|---|
< | 小于 |
<= | 小于或等于 |
> | 大于 |
>= | 大于或等于 |
== | 等于 |
~= | 不等于 |
&& | 且 |
|| | 或 |
&&和||运算符支持逻辑短路功能.
下面演示各流程控制语句:
if语句
if rem(a, 2) == 0
disp('a is even');
else
disp('a is odd');
end
switch语句
switch input_num
case -1
disp('negative 1');
case 0
disp('zero');
case 1
disp('positive 1');
otherwise
disp('other value');
end
while语句
n = 1;
while prod(1:n) < 1e100
n = n + 1;
end
for语句
for n=1:10
a(n)=2^n;
end
disp(a)
break语句x = 2; k = 0; error = inf;
error_threshold = 1e-32;
while error > error_threshold
if k > 100
break
end
x = x - sin(x)/cos(x);
error = abs(x - pi);
k = k + 1;
end
若一个变量所需要的内存空间是一个可预测的定值,我们应尽量提前为其分配内存空间.
以下面两段程序为例,演示这一点:
tic
for ii = 1:2000
for jj = 1:2000
A(ii,jj) = ii + jj;
end
end
toc
程序输出Elapsed time is 4.616199 seconds.
tic
A = zeros(2000, 2000); % 预先为变量分配内存空间
for ii = 1:size(A,1)
for jj = 1:size(A,2)
A(ii,jj) = ii + jj;
end
end
toc
程序输出Elapsed time is 2.786401 seconds.
可以看到,程序一比程序二所用的时间更长.这是因为: 对于程序一,没有预先为变量A分配内存,因此每当A的形状发生改变时,都需要重新为A分配内存地址,这花费了更多的时间.
在每个脚本的开头,应添加下述语句,清空工作区缓存以及之前程序运行的痕迹:
clear all % 清空工作区内存中的变量
close all % 关闭之前程序绘制的图像
clc % 清空之前程序在终端的输出
;抑制输出在所有运算和赋值语句都应该添加分号;抑制输出,若需要向终端输出一个变量,应对其调用disp方法.
...拼接多行语句在MATLAB中,省略号...可以将多行语句拼接为一行,灵活使用该语句可以提高代码可读性.
annPoints_sampled = annPoints(annPoints(:,1)>x1 & ...
annPoints(:,1) < x2 & ...
annPoints(:,2) > y1 & ...
annPoints(:,2) < y2);
与其他语言相似,MATLAB也可以定义函数.与脚本类似,函数可以被存入函数名.m文件中,也可以以函数句柄的形式定义在内存中.
我们可以使用which命令查看内置函数源代码文件的位置,与edit命令结合可以查看内置函数的源代码.
运行下面语句可以打开MATLAB内置的mean函数的源文件:
edit(which('mean.m'))
可以在编辑器中看到mean函数的源代码如下:
函数名.m文件形式定义函数在MATLAB文件中定义函数的格式如下:
function [输出变量名] = 函数名(输入变量名)
% 函数的文档
函数代码
function是一个关键字,声明该文件中保存的是一个函数.输入变量和输出变量是非必须的,函数既可以没有输入变量,也可以没有输出变量.函数名应与.m文件名相同,且不包含特殊字符(最好不要有中文).在MATLAB中,内置了一些函数参数如下:
| 函数参数 | 意义 |
|---|---|
imputname | 输入变量名列表 |
mfilename | 函数源代码文件名 |
nargin | 输入变量数 |
nargout | 输出变量个数 |
varargin | 可变长输入参数列表 |
varargout | 可变长输出参数列表 |
function [volume]=pillar(Do,Di,height)
if nargin==2,
height=1;
end
volume=abs(Do.^2-Di.^2).*height*pi/4;
下面程序用来计算自由落体运动中位移量:
function x = freebody(x0,v0,t)
% calculation of free falling
% x0: initial displacement in m
% v0: initial velocity in m/sec
% t: the elapsed time in sec
% x: the depth of falling in m
x = x0 + v0.*t + 1/2*9.8*t.*t;
该函数演示了一个MATLAB编程技巧: 计算乘法时应尽量使用.*而非*,因为前者不仅对参数t为标量的情况可用,也对变量t为向量或矩阵的情况可用.
freebody(0, 0, 2) % 得到 19.6000
freebody(0, 0, [0 1 2 3]) % 得到 [0 4.9000 19.6000 44.1000]
freebody(0, 0, [0 1; 2 3]) % 得到 [0 4.9000; 19.6000 44.1000]
下面函数实现了从华氏温度到摄氏温度的转换,该函数可以识别输入的待转换样例的个数,当输入的待转换样例个数为0时,退出函数.
function F2C()
while 1
F_degree = input('tempreature in Fahrenheit: ', 's');
F_degree = str2num(F_degree);
if isempty(F_degree)
return
end
C_degree = (F_degree-32)*5/9;
disp(['tempreature in Celsius: ' num2str(C_degree)])
end
(需要按Ctrl+C退出程序)
以函数句柄形式定义函数
我们也可以使用函数句柄的形式定义函数,这更接近数学上的函数定义,其语法如下:
函数句柄 = @(输入变量) 输出变量
可以直接通过函数句柄调用该方法.
f = @(x) exp(-2*x);
x = 0:0.1:2;
plot(x, f(x));
