MATLAB程序相关设计基本原理和应用
MATLAB程序设计及应用实例
c=input('请输入一个字符','s'); if c>='A' & c<='Z'
disp(setstr(abs(c)+1)); elseif c>='a'& c<='z'
disp(setstr(abs(c)-1)); elseif c>='0'& c<='9'
disp(abs(c)-abs('0')); else
disp(c); end
5.1.4 选择结构- switch语句
switch语句
其语句格式为： switch 表达式 case 值1 语句组1 case 值2 语句组2 …… case 值m 语句组m otherwise 语句组m+1 end
5.1.4 选择结构- switch语句
例 某商场对顾客所购买的商品实行打折销售，已知打折标 准，求所售商品的实际销售价格
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
《MATLAB程序设计》课件
探索MATLAB程序设计的奇妙世界，为您展示MATLAB的功能和应用。让我 们一起开始这个令人兴奋的旅程吧！
一、介绍
课程简介
概述《MATLAB程序设计》课程的目标和教学内容，让您对该课程有一个全面的了解。
MATLAB概述
介绍MATLAB的基本概念和特点，为您提供一个关于MATLAB的整体认知。
2 学习资源
分享一些有用的学习资源，帮助您继续深入学习MATLAB程序设计。ห้องสมุดไป่ตู้
3 学习建议
提供一些建议和技巧，帮助您更好地学习和应用MATLAB程序设计。
四、应用实例
信号处理
展示如何使用MATLAB进行数字信号处理，如滤波、 频谱分析等。
图像处理
介绍使用MATLAB进行图像处理的技术和方法，如 图像增强、边缘检测等。
数字通信
探索MATLAB在数字通信领域的应用，包括编码解 码、信道建模等。
仿真实验
演示如何使用MATLAB进行仿真实验，模拟各种现 实场景和系统。
环境搭建
指导您如何正确地安装和配置MATLAB环境，确保您能顺利进行程序开发。
二、基础知识
MATLAB命令 行
掌握使用MATLAB命 令行进行交互式编程 的基本技巧和命令。
MATLAB数据 类型
介绍MATLAB支持的 不同数据类型，包括 矩阵、向量、字符串 等。
变量和运算符
学习如何声明和操作 变量，以及MATLAB 中常用的运算符和操 作。
五、高级主题
面向对象编程
介绍MATLAB中面向对象编程的概念和应用，深入了解面向对象编程的优势。
并行计算
探索MATLAB中的并行计算技术，提高程序的执行效率和性能。
matlab程序设计与应用
matlab程序设计与应用Matlab是一款高效能的编程语言，具有高品质的计算和分析功能，近十多年来被广泛应用在工程计算、科学研究、商业分析、金融模拟和教育工作等多个领域。
它拥有一系列强大的算法编写功能，可以实现非线性矩阵求解、信号处理、图像处理、生物医学信号处理等功能。
本文将介绍Matlab程序设计与应用，以及它在工程计算、科学研究、商业分析等领域的应用和示例。
一、Matlab程序设计Matlab是一种操作方便的高级编程语言，立足于原始编码，它建立在C及FORTRAN之上，而且它的高级结构使得设计程序不必写成复杂的程序框架，而可以把主要精力放在要实现的功能上。
Matlab在程序设计方面支持面向对象编程（Object-oriented programming，OOP）方式，可以实现结构化的程序设计，把大量的程序按照模块和函数来管理，方便调用和重用，并可以利用Matlab的类和类的方法来实现程序的重用和拓展。
二、Matlab在工程计算领域的应用Matlab在工程计算领域的应用如下：（1）Matlab可以用于科学计算，如：数值分析、科学计算、多元函数拟合、图像处理以及信号处理等。
（2）Matlab可以用于设计和调试电子电路，如：数字电路、模拟电路、射频电路、功率电路以及控制电路等。
（3）Matlab可以用于控制系统分析，如：数模转换、频响函数以及过程控制等。
（4）Matlab可以用于机械结构设计，如：机械结构分析、运动学以及动力学等。
三、Matlab在科学研究和商业分析领域的应用Matlab在科学研究和商业分析领域的应用如下：（1）Matlab可以用于统计学研究，如：概率统计、偏差分析、多元分析以及非参数分析等。
（2）Matlab可以用于数据挖掘，如：决策树分类、聚类分析以及因子分析等。
（3）Matlab可以用于仿真研究，如：求解方程、模拟实验以及模型预测等。
（4）Matlab可以用于商业分析，如：市场调研、销售预测以及风险评估等。
matlab中gui设计计算器原理及设计方案
matlab中gui设计计算器原理及设计方案在MATLAB中设计GUI（图形用户界面）计算器的基本原理和设计方案如下：基本原理：MATLAB的GUI设计基于事件驱动模型。
这意味着当用户与界面交互（例如，点击按钮或输入文本）时，会触发一个或多个事件。
这些事件会调用相应的回调函数，执行相应的操作。
设计方案：1. 启动MATLAB并创建GUI：打开MATLAB。
使用guide命令启动GUI设计器。
2. 添加GUI组件：在GUI设计器中，添加需要的组件，如按钮（push button）、文本框（edit text）、标签（label）等。
3. 设置组件属性：为每个组件设置必要的属性，例如位置、大小、标签文本等。
4. 编写回调函数：双击每个组件，MATLAB会自动生成一个默认的回调函数。
根据需要修改这些函数，以实现所需的功能。
例如，对于按钮，当用户点击它时，可以编写代码来执行相应的计算。
5. 测试GUI：在设计过程中，经常测试GUI以确保其正常工作。
可以使用simulink中的模拟功能，或直接在MATLAB环境中测试。
6. 保存和运行：保存GUI文件。
在MATLAB命令窗口中输入文件名（不包括扩展名），然后按Enter运行GUI。
7. 调试和优化：根据测试结果，调整回调函数和组件属性，优化GUI的行为和外观。
8. 发布：一旦GUI满足所有需求，可以发布它以供其他人使用。
这通常涉及将GUI打包为一个可执行文件或应用程序包。
9. 维护和更新：随着软件的发展，可能需要定期维护和更新GUI。
这可能涉及添加新功能、修复错误或改进性能。
在整个过程中，熟悉MATLAB的GUI设计和编程技巧是非常重要的。
此外，由于GUI设计可能需要反复的测试和调整，因此耐心和细心也是必不可少的。
MATLAB程序设计与应用第三版教学设计
MATLAB程序设计与应用第三版教学设计简介本教学设计旨在通过使用MATLAB软件，教导学生如何进行程序设计、编码和应用。
本文将对使用MATLAB进行程序设计和应用的基本理论和实践方法进行阐述，并提供适合初学者和高级用户的范例。
教材选择本教学设计使用MATLAB程序设计与应用第三版教材作为主要教材。
该教材全面介绍了MATLAB的基础知识，包括向量、矩阵、图形和文件输入输出等内容，同时具有特别的实际应用研究类技术实例，使学习过程更加具有挑战性。
教学方法课堂讲授在课堂上，我们将讲解有关MATLAB的基本理论、概念和语言规范。
我们的教学方式主要是基于问题解决的策略，即通过回答一些有关MATLAB的问题来让学生了解该软件的基本概念和功能。
实验课实验课是本教学设计的重要组成部分。
在实验课上，学生将会得到亲身体验MATLAB的机会，并掌握该软件的基本应用工具和技巧。
练习课练习课的主要目的是激发学生的主动性，帮助他们独立完成MATLAB的编程任务。
在练习课上，我们将给出一些有关基本MATLAB编程的问题，并鼓励学生独立解决问题。
课程安排下面是MATLAB程序设计与应用课程的章节安排：第一章：MATLAB软件入门在本章节中，我们将介绍MATLAB的安装和使用方法，学习如何创建变量、向量和矩阵。
第二章：MATLAB基本命令该章节主要介绍了MATLAB的基础命令，例如算术计算符、逻辑判断命令、循环和条件语句等。
第三章：MATLAB图形在第三章节中，我们将介绍如何使用MATLAB进行图形绘制和可视化分析。
第四章：MATLAB函数该章节将深入探讨MATLAB函数的编写和应用。
第五章：MATLAB数组运算该章节将讨论MATLAB的数组运算，如矩阵乘法、转置，以及向量操作。
第六章：MATLAB文件输入输出在第六章节中，我们将介绍MATLAB的文件输入和输出，这对于进行大量数据分析非常重要。
第七章：MATLAB工具箱该章节将介绍MATLAB的不同工具箱，这些工具箱能增强MATLAB的功能。
MATLAB程序设计及应用实例
MATLAB程序设计及应用实例MATLAB（Matrix Laboratory）是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的高级技术计算语言和环境。
它的强大功能和灵活性使其成为各个领域研究和工程实践中广泛使用的工具。
下面将介绍几个MATLAB程序设计及应用的实例。
1.信号处理：MATLAB是信号处理的强大工具，它可以用于滤波、频谱分析、小波变换、分析和合成音频信号等。
例如，可以利用MATLAB进行语音信号的去噪处理，通过设计特定的滤波器来去除信号中的噪声成分，从而提取出清晰的语音信号。
2.图像处理：MATLAB可以进行图像的加载、处理和分析。
它提供了丰富的图像处理函数和工具箱，可以实现图像的滤波、二值化、边缘检测、图像增强等操作。
例如，可以使用MATLAB对医学图像进行分割，将感兴趣的区域提取出来，辅助医生进行病灶诊断。
3.控制系统设计：MATLAB是控制系统设计的有效工具。
它提供了丰富的控制系统分析和设计函数，可以进行系统建模、模拟和优化。
例如，可以使用MATLAB进行PID控制器的参数调整，通过对系统建模和后续仿真，优化PID控制器的参数，提高控制系统的性能和稳定性。
4.机器学习：MATLAB提供了强大的机器学习和深度学习工具箱，可以进行数据预处理、特征提取、模型训练和评估等操作。
例如，可以利用MATLAB进行图像分类，通过构建深度卷积神经网络模型，将输入的图像进行分类和识别。
5.数值计算：MATLAB对线性代数、数值优化和统计分析等有着强大的支持。
它提供的优化和求解函数可以解决复杂的线性和非线性优化问题，例如最小二乘拟合和参数估计等。
此外，MATLAB还拥有强大的统计分析工具，可以进行假设检验、数据拟合、方差分析等统计分析操作。
6.仿真模拟：MATLAB可以进行动态系统的建模和仿真，通过搭建系统方程和初始条件，可以对系统的动态响应进行模拟。
例如，在电力系统中，可以使用MATLAB进行电力系统稳定性分析，对电力系统的动态响应进行跟踪和分析。
Matlab优化算法及应用案例
Matlab优化算法及应用案例一、引言优化算法在科学和工程领域中起着重要的作用。
Matlab作为一款强大的科学计算软件，提供了丰富的优化算法工具箱，为用户提供了广泛的优化应用场景。
本文将介绍Matlab优化算法的基本原理，并通过实际案例来展示其在实际问题中的应用。
二、优化算法的基本原理优化算法的目标是求解一个函数的最优解，通常包括最大化或最小化目标函数。
Matlab中的优化算法主要基于以下两种类型：局部搜索算法和全局优化算法。
1. 局部搜索算法局部搜索算法是在当前解的附近搜索最优解的一类算法。
其中最为常见的是梯度下降法和牛顿法。
梯度下降法是一种迭代方法，通过沿着目标函数的负梯度方向不断调整参数，以逐步接近最优解。
具体步骤如下：（1）计算目标函数在当前解的梯度。
（2）根据梯度方向和步长系数进行参数调整。
（3）重复以上步骤直到满足停止准则。
牛顿法是一种基于二阶导数的优化方法，相比梯度下降法更为高效，但也更为复杂。
其基本思想是通过泰勒展开近似目标函数，然后解析求解导数为零的方程，得到下一次迭代的参数值。
2. 全局优化算法全局优化算法是通过全局搜索空间来找到最优解的方法。
Matlab提供了一些全局优化算法工具箱，其中最常用的是遗传算法和模拟退火算法。
遗传算法是一种模拟自然进化的优化方法，通过不断迭代生成新的解并选择适应度高的个体，并模拟自然选择、交叉和变异等操作来优化目标函数。
遗传算法在搜索空间较大且复杂的问题上有很好的表现。
模拟退火算法是一种以某种概率接受劣解的搜索算法，通过模拟金属退火过程来逐渐降低目标函数的值。
它能够避免局部最优解，并在一定程度上探索全局最优解。
三、Matlab优化算法的应用案例1. 机器学习中的参数调优在机器学习中，模型的性能很大程度上取决于参数的选择。
Matlab提供了优化工具箱，可以帮助用户选择合适的参数以提高模型的性能。
以支持向量机（SVM）为例，通过调整核函数类型、惩罚项系数和软间隔参数等参数，可以提高模型的分类准确度。
程序设计实验报告(matlab)
程序设计实验报告(matlab)实验一: 程序设计基础实验目的：初步掌握机器人编程语言Matlab。
实验内容：运用Matlab进行简单的程序设计。
实验方法：基于Matlab环境下的简单程序设计。
实验结果：成功掌握简单的程序设计和Matlab基本编程语法。
实验二：多项式拟合与插值实验目的：学习多项式拟合和插值的方法，并能进行相关计算。
实验内容：在Matlab环境下进行多项式拟合和插值的计算。
实验方法：结合Matlab的插值工具箱，进行相关的计算。
实验结果：深入理解多项式拟合和插值的实现原理，成功掌握Matlab的插值工具箱。
实验三：最小二乘法实验目的：了解最小二乘法的基本原理和算法，并能够通过Matlab进行计算。
实验内容：利用Matlab进行最小二乘法计算。
实验方法：基于Matlab的线性代数计算库，进行最小二乘法的计算。
实验结果：成功掌握最小二乘法的计算方法，并了解其在实际应用中的作用。
实验六：常微分方程实验目的：了解ODE的基本概念和解法，并通过Matlab进行计算。
实验内容：利用Matlab求解ODE的一阶微分方程组、变系数ODE、高阶ODE等问题。
实验方法：基于Matlab的ODE工具箱，进行ODE求解。
实验结果：深入理解ODE的基本概念和解法，掌握多种ODE求解方法，熟练掌握Matlab的ODE求解工具箱的使用方法。
总结在Matlab环境下进行程序设计实验，使我对Matlab有了更深刻的认识和了解，也使我对计算机科学在实践中的应用有了更加深入的了解。
通过这些实验的学习，我能够灵活应用Matlab进行各种计算和数值分析，同时也能够深入理解相关的数学原理和算法。
这些知识和技能对我未来的学习和工作都将有着重要的帮助。
matlab程序设计与应用第3版pdf版
matlab程序设计与应用第3版pdf版引言概述：《MATLAB程序设计与应用第3版》是一本经典的MATLAB编程教材，它提供了广泛的知识和技巧，帮助读者掌握MATLAB的应用。
本文将从五个大点出发，详细阐述该书的内容，包括基础知识、数据处理、图形绘制、符号计算和应用实例。
正文内容：1. 基础知识1.1 MATLAB环境介绍：介绍MATLAB的工作环境和基本操作，包括命令窗口、编辑器、变量和函数的定义等。
1.2 数据类型和运算：详细介绍MATLAB中的数据类型，如标量、向量、矩阵和结构体等，以及常用的运算符和函数。
1.3 控制流程：讲解MATLAB中的条件语句、循环语句和函数的定义与调用，帮助读者掌握程序的流程控制。
1.4 文件与数据的输入输出：介绍如何读写文件和处理各种数据格式，如文本文件、Excel文件和图像文件等。
1.5 调试与性能优化：提供调试MATLAB程序的技巧和方法，并介绍如何优化程序的性能，提高代码的运行效率。
2. 数据处理2.1 数据导入与清洗：介绍如何导入外部数据，并对数据进行清洗和预处理，包括数据类型转换、缺失值处理和异常值检测等。
2.2 数据可视化：讲解如何使用MATLAB的绘图函数绘制各种类型的图表，如折线图、散点图、柱状图和饼图等，以及如何添加标签和注释。
2.3 数据分析与统计：介绍常用的数据分析和统计方法，如描述统计、假设检验、回归分析和聚类分析等，以及MATLAB中相应的函数和工具箱的使用。
2.4 信号处理：介绍信号处理的基本概念和方法，包括时域分析、频域分析和滤波器设计等，以及MATLAB中相关的函数和工具箱。
2.5 机器学习与数据挖掘：简要介绍机器学习和数据挖掘的基本原理和方法，并介绍MATLAB中的机器学习工具箱和数据挖掘工具箱的使用。
3. 图形绘制3.1 2D图形绘制：详细介绍绘制2D图形的方法和技巧，包括曲线绘制、图形样式设置和图形的保存等。
3.2 3D图形绘制：讲解如何绘制3D图形，包括曲面图、散点图和体积图等，以及如何设置视角和光照效果。
matlab原理及应用
matlab原理及应用Matlab是一种基于矩阵运算的高级技术计算语言和环境，广泛应用于科学计算、数据分析、图像处理、信号处理、控制系统设计等领域。
本文将介绍Matlab的原理及应用。
一、Matlab的原理Matlab的原理是基于矩阵运算的。
它的核心是矩阵运算引擎，通过矩阵和向量的运算实现各种科学计算和数据处理任务。
Matlab提供了丰富的函数库和工具箱，可以进行符号计算、数值计算、线性代数运算、最优化、概率统计、图像处理等各种计算任务。
Matlab的语法简洁而灵活，可以方便地进行矩阵和向量的创建、操作和计算。
它支持面向对象的编程，并提供了丰富的图形界面和交互式开发环境，使得用户可以方便地进行数据可视化和交互式的计算。
二、Matlab的应用1. 科学计算：Matlab被广泛应用于科学计算领域，可以进行符号计算和数值计算，解决各种数学问题。
它可以进行微积分、代数、微分方程求解、符号计算、数值积分等各种科学计算任务。
2. 数据分析：Matlab提供了丰富的数据分析工具箱，可以进行数据预处理、数据可视化、统计分析、回归分析、聚类分析等各种数据分析任务。
它可以帮助用户快速处理和分析大量的数据，提取数据中的规律和模式。
3. 图像处理：Matlab提供了强大的图像处理工具箱，可以进行图像的读取、处理、分析和显示。
它可以实现图像的滤波、增强、变换、分割、特征提取等各种图像处理任务。
Matlab在医学图像处理、计算机视觉、遥感图像处理等领域有着广泛的应用。
4. 信号处理：Matlab提供了强大的信号处理工具箱，可以进行信号的采集、处理、分析和显示。
它可以实现信号的滤波、频谱分析、时频分析、信号重构等各种信号处理任务。
Matlab在通信领域、音频处理、振动分析等领域有着广泛的应用。
5. 控制系统设计：Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱，可以进行控制系统的建模、仿真、优化和设计。
它可以实现控制系统的稳定性分析、性能评估、参数调节等各种控制系统设计任务。
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（3）函数体说明及有关注解,以（%）开头， 用以说明函数的作用及有关内容 （4）函数体语句 函数体内使用的除返回和输入变量这些在 function语句中直接引用的变量以外的所有 变量都是局部变量，即在该函数返回之后， 这些变量会自动在MATLAB的工作空间中 清除掉。如果希望这些中间变量成为在整个 程序中都起作用的变量，则可以将它们设置 为全局变量
第3章 MATLAB
3.1 M 3.2 数据的输入输出 3.3 选择结构 3.4 循环结构 3.5 函数文件 3.6
目录
3.1 M文件编程
❖ M文件的功能和特点
MATLAB是解释性语言 语法简单 调试容易 人机交互性强 开放性、可扩展性强
3.1.1 M文件的建立与编辑
1.建立新的M文件 (1)菜单操作：MATLAB命立一个命令文件将变量a,b的值互换，然后运 行该命令文件。 首先建立命令文件并以文件名exch.m存盘： clear; a=1:10; b=[11,12,13,14;15,16,17,18]; c=a;a=b;b=c; a b 然后在MATLAB的命令窗口中输入exch，将会执行 该命令文件。
例3.3 建立一个自变量为m, n的函数，用其构造mn矩阵， 其元素随机取均匀分布在0~9中的整数：
function a=randint(m,n)
a=floor(10*rand(m,n)); 以上两句存为M文件randint.m.
用法： A=randint(2,3) %z则A为23矩阵，其元素为随机 取自0~9中的整数. 函数M文件中的变量为局部变量，要想在Command Window 或其他M文件中可调用，必须在这些地方把此变 量说明为global: 例如，global a; 注意，M文件必须存放在MATLAB的搜索路径中才 可被调用.
目录
函数文件
用M文件自定义函数，开头为: function yname = fname(xname) yname: 因变量名，fname: 函数名，xname：自变量 名. 文件名为fname，即与函数名相同.
❖ 与命令文件不同 ，函数文件犹如一个“黑箱”，把一些 数据送进并经加工处理，再把结果送出来.
What's your name?xiaowei
xm =
xiaowei
目录
3.2.2 disp函数 调用格式为 disp(输出项) 其中输出项既可以为字符串，也可以为 矩阵。 注意：用disp函数显示矩阵时将不显示矩 阵的名字，而且其格式更紧密，且不留 任何没有意义的空行。
目录
例3.4 求一元二次方程ax2 +bx+c=0的根。 程序如下：
a=? 3
a=input('a=?'); b=input('b=?'); b=? 4 c=input('c=?'); c=? 9 d=b*b-4*a*c; x1=-0.66667+1.5986i,x2=-0.66667-1.5986i x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)]; disp(['x1=',num2str(x(1)),',x2=',num2str(x(2))])
3.2 数据的输入输出
3.2.1 input函数 调用格式为： A=input(提示信息，选项)； 其中，提示信息为一个字符串，用于提示用户输入什么 样的数据。 如果在input函数调用时采用‘s’选项，则允许用户输入 一个字符串。 例如，想输入一个人的姓名，可采用命令：
>> xm=input('What''s your name?','s')
目录
由上例可以看出函数文件的一般格式为：
function [输出表]＝函数名（输入表） 函数体
函数文件的第一行必须是以关键字function 开始，表明该文件是函数文件．输入表是以 逗号相分隔的形参．输出表是函数的返回 值．如果返回值只有一个方括号可以省略； 如果返回值不止一个，输出表中的各个变量 要以逗号隔开．
New菜单项 → M-file命令。
(2)命令操作：在MATLAB命令窗口输入命令 edit。
(3)命令按钮操作：单击MATLAB命令窗口工具 栏上的“新建”命令按钮。
2. 编辑已有的M文件
3.1.2 M文件的分类 ➢ 分类：命令文件(Script File/脚本文件)和函数文件
(Function File)。 1。命令文件 有效指令的集合，以文件名直接调用运行。 若要一次执行大量的MATLAB命令，可将这些命令存 放於一个后缀为m的文件，并在 MATLAB提示号下键 入此文件名即可。
标准的函数文件基本结构。 （1）函数定义行（关键字function）
function[out1,out2,..] = (in1,in2,..) 输入和输出（返回）的参数个数分别由nargin和nargout两 个MATLAB保留的变量来给出。 （2）第一行帮助行，即H1行以（%）开头，作为lookfor 指令搜索的行，可以使程式易於了解与管理。特别要说明 的是，第一注解行通常用来简短说明此M档案的功能，以便 lookfor能以关键字比对的方式来找出此M档案。 举例来说，fexch.m的第一注解行包含exch这个字，因此 如果键入lookfor exch，MATLAB即可列出所有在第一注 解行包含exch的M档案，因而fexch.m也会被列名在内。
命令文件
❖ 对于一些比较简单的问题 ，在指令窗中直接输入 指令计算.
❖ 对于复杂计算，采用命令文件最为合适. ❖ MATLAB只是按文件所写的指令执行. ❖ M命令文件的特点是：
命令文件的构成比较简单，只是一串按用户意图排列 而成的（包括控制流向指令在内的）MATLAB指令集合
M文件中定义的变量为全局变量.命令文件运行后 ，所产生 的所有变量都驻留在 MATLAB基本工作空间（Base workspace）中。只要用户不使用清除指令（clear）， MATLAB指令窗不关闭，这些变量将一直保存在基本工 作空间中
❖ MATLAB提供的函数指令大部分都是由函数文件定义的.
例3.2 建立一个函数文件将变量a,b的值互换，然 后在命令窗口调用该函数文件。 首先建立函数文件fexch.m： function [a,b]=fexch(a,b) % exch c=a;a=b;b=c; 然后在MATLAB的命令窗口调用该函数文件： clear; x=1:10; y=[11,12,13,14;15,16,17,18]; [x,y]=fexch(x,y)