MATLAB语言程序设计
实验3 MATLAB程序设计
实验3 MATLAB程序设计实验3 MATLAB程序设计一、实验目的本实验的主要目的是通过实际的编程练习，掌握和熟悉MATLAB 程序设计的基本知识和技巧。
通过本实验的学习，能够灵活使用MATLAB进行程序设计，解决实际问题。
二、实验内容1. MATLAB语言基础在本部分，我们将介绍MATLAB语言的基本语法和常用函数的使用方法。
1.1. 变量定义和赋值在MATLAB中，可以通过简单的语法来定义和赋值变量。
例如，`a = 10;`表示将值10赋给变量a。
，MATLAB也支持定义矩阵和向量。
1.2. 数学运算MATLAB提供了丰富的数学运算函数，如加法、减法、乘法、除法等等。
通过这些函数，我们能够进行各种数学运算。
1.3. 条件语句和循环语句条件语句和循环语句在程序设计中非常重要。
在MATLAB中，我们可以使用if-else语句来进行条件判断，使用for循环和while 循环来实现循环操作。
2. MATLAB绘图功能MATLAB的绘图功能非常强大，可以用于绘制各种图形，如曲线图、散点图、柱状图等等。
2.1. 绘制曲线图在MATLAB中，通过`plot`函数可以绘制曲线图。
我们可以指定要绘制的曲线的x和y坐标，并可以设置其他参数，如线型、颜色等。
2.2. 绘制散点图通过`scatter`函数可以绘制散点图。
散点图用于展示数据的分布情况，非常直观。
2.3. 绘制柱状图通过`bar`函数可以绘制柱状图。
柱状图用于比较不同类别或不间点的数据。
3. MATLAB文件操作在实际的程序设计过程中，常常需要读取和写入文件。
MATLAB 提供了相关的文件操作函数，方便我们进行文件的读写操作。
3.1. 文件的读取通过`fopen`函数可以打开一个文件，通过`fread`函数可以读取文件的内容。
3.2. 文件的写入通过`fopen`函数可以创建一个文件，并通过`fwrite`函数将数据写入文件中。
三、实验步骤1. 编写MATLAB程序根据实验内容，编写MATLAB程序实现相应功能。
MATLAB程序设计M文件程序控制结构程序调试程序举例
y=input('Please input y=:');
[rho,the]=tran(x,y);
rho
the MATLAB中，函数能够嵌套调用，即一种函数能够调用别旳函数， 甚至调用它本身。一种函数调用它本身称为函数旳递归调用。
例6 分别建立命令文件和函数文件，将华氏温度f转换为 摄氏温度c。
21.1111
x=
21.1111
(5). 函数文件旳其他有关概念
①局部变量和全局变量：
局部变量只存在于单个函数工作空间，全局变量 经过global定义，可穿行于不同函数工作空间， 涉及基本工作空间workspace。
函数文件旳内部变量是局部旳，与其他函数 及MATLAB内存相互隔离； 而假如在若干函数中把某一变量定义为全局 变量，那么这些函数将公用这个变量，全局 变量旳作用域是整个MATLAB旳工作区，即 全程有效，全部函数都能够对其存取和修改。
if (nargin == 1) tol = max(size(x)) * max(s) * eps;
程序部分
end
r = sum(s > tol);
（2）命令m文件建立及其运营
建立 涉及下列环节： 进入m文件编辑器 输入程序 定义文件名，保存程序
命令M文件旳运营方式： 直接在命令窗口输入该文件旳文件名 在m文件编辑器中打开该文件后点击工具条中
② M文件模式
将matlab语句构成旳程序存储成以m为扩展名 旳文件，然后再执行该程序文件，这种工作模式 称为程序文件模式。
程序文件不能在命令窗口下建立，因为命令窗口 只允许一次执行一行上旳一种或几种语句。
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工程应用基础_2_2Matlab语言程序设计
1、 Matlab数据类型 变量和常量 数字变量的格式 字符串 单元型变量 结构型变量 矩阵、向量 多项式
a) 变量和常量 变量(包括函数)的命名规则：由英文字母、数字和下划线 混合组成，不得包含空格和标点 ；第一个字符必须是英 文字母，最多包括31个字符； 对字母的大小写敏感。 局部变量和全局变量 永久变量（常量） 只能在某一函数体内使用，而不能从其他函数和 Matlab 工作空间访问的变量，就是局部变量。 在几个函数及M atlab函数中都能使用的变量就是全局变 量。 （全局变量名应尽可能大写，并由globe声明）
第2章 Matlab语言程序设计
关系操作符
逻辑操作符
第2章 Matlab语言程序设计
MATLAB 的关系操作符运算法则： 当两个变量是标量 a 和 b 时 ◆若 a、b 之间关系成立，则关系运算结果为 1； ◆若 a、b 之间关系不成立，则关系运算结果为 0； 当两个维数相同的矩阵 A 和 B 比较时，矩阵 A、B 比 较的是相同位置的元素，按标量的运算规则逐个进行。 关系运算的结果是一个和 A维数相同的矩阵，它的元 素由 0 和 1 组成。 当一个矩阵A 和一个标量 b 比较时，把标量 b 和矩阵 A 的每一个元素按标量关系运算规则逐个比较。关系 运算的结果是一个和数组 A维数相同的矩阵，它是由 0 和 1 组成。 优先级 由高到低为算术运算、关系运算和逻辑运算。
ans = -0.9918 >> y=sin(5*t+6) y= -0.9918
第2章 Matlab语言程序设计
表达式由变量名、运算符、数字和函数名组成。 表达式将按常规的优先纽从左至右执行运算； 优先级的规定是指数运算级别最高，乘除运算次之； 括号可以改变运算顺序； 书写表达式时，赋值符“＝”和运算符两侧允许有 空格，以增加可读性。但在复数或符号表达式中要 尽量避免空格，以防出错； 表达式的末尾加 “；” 时，Matlab系统只把数值赋 给变量， 不显示计算结果；不加“；”时， Matlab 系统将会在该条语句的下面直接显示运算结果。
第6章 MATLAB程序设计
循环结构
在MATLAB中，包含两种循环结构 循环次数不确定的while循环 循环次数确定的for循环
循环结构（续）
打开方式
MATLAB提供了meditor编辑器编辑M文件 在MATLAB命令行窗口中键入指令edit，则可启动
meditor编辑器 >> edit
打开方式
通过“File”菜单中的“New”子菜单下的“M-file”命令
来启 动meditor编辑器
直接单击 MATLAB用户界面工具栏上的新建按钮
概述（续）
M文件有两类
独立的M文件 —— 脚本（Scripts） 可调用M文件 —— 函数（Functions）
概述（续）
MATLAB通过M语言来实现完整的编写应用程序的能力 M语言 M语言是一种解释性语言，利用该语言编写的代码
仅能被MATLAB接受，被MATLAB解释、执行。 M语言文件可以分为脚本文件和函数文件 一个M语言文件就是由若干MATLAB的命令组合在一 起构成的。 M语言文件是标准的纯文本格式的文件，其文件扩 展名为.m。 使用M文件可以将一组MATLAB命令组合起来，通过 一个简单的指令就可以执行这些命令。
来启动meditor编辑器
2．打开已有的M文件
打开已有的M文件，也有3种方法： (1) 菜单操作。从MATLAB主窗口的File菜单中选 择Open命令，则屏幕出现Open对话框，在Open对 话框中选中所需打开的M文件。在文档窗口可以对 打开的M文件进行编辑修改，编辑完成后，将M文 件存盘。 (2) 命令操作。在MATLAB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MATLAB主窗口工具栏 上的Open File命令按钮，再从弹出的对话框中选 择所需打开的M文件。
MATLAB程序设计教程总结
MATLAB程序设计教程总结MATLAB程序设计是一项广泛应用于科学计算、工程仿真、数据分析和可视化等领域的编程语言和环境。
它以其简单易用、高效快捷的特点，受到了众多研究者、工程师和学生的喜爱。
下面是对MATLAB程序设计教程的总结。
整体结构：MATLAB程序一般由多个函数文件和脚本文件组成，其中主要的计算功能和算法实现都在函数文件中完成，而脚本文件主要用于调用和展示函数文件的功能。
1. 变量和数据类型：MATLAB中的变量是不需要事先声明的，可以根据需要直接赋值创建。
常用的数据类型有数值型、字符串、逻辑型和结构数组等。
数值型包括整型、浮点型和复数型，可以进行基本的算术运算，并且具有丰富的内置数学函数。
2. 控制流程：MATLAB中的控制流程语句包括条件语句和循环语句。
条件语句包括if-else语句和switch-case语句，用于根据不同的条件执行不同的代码块。
循环语句包括for循环和while循环，用于重复执行某个代码块。
3. 函数和脚本：函数是MATLAB程序设计的核心，用于封装和重复使用代码。
函数文件以.m为后缀名，包含函数名、输入参数和输出参数等。
脚本文件以.m为后缀名，也是一段可执行的MATLAB代码，主要用于调用和展示函数文件中的功能。
4. 矩阵和向量运算：MATLAB以矩阵和向量为基本的数据结构，支持矩阵和向量的运算和操作。
矩阵和向量运算可以使用MATLAB提供的丰富的运算符和函数，如加法、减法、乘法、除法、转置、逆矩阵、特征值等。
5. 图形绘制和数据可视化：MATLAB提供了强大的图形绘制功能，可以用于生成各种类型的二维和三维图形。
可以通过简单的命令和函数实现数据的可视化，如线图、散点图、柱状图、三维图等。
同时，还可以通过设置图形属性和样式来美化图形的效果。
6. 文件输入输出和数据处理：MATLAB可以进行文件的读写操作，包括文本文件、二进制文件、图像文件等。
可以使用内置的函数读取和处理数据文件，进行数据分析和处理。
matlab 程序设计
【例5.8】用try... catch... end结构来进行矩阵相乘运算. 例
% EX0508 try结构 n=4; a=magic(n); m=3; b=eye(3); try c=a*b catch c=a(1:m,1:m)*b end lasterr
5.2.6 流程控制语句
break, continue, return, pause, keyboard, input 1. break命令 命令 break命令可以使包含break的最内层的for或while 语句强制终止,立即跳出该结构,执行end后面的命令, break命令一般和if结构结合使用.
5.2.4 switch…case开关结构
语法: switch 开关表达式 case 表达式 表达式1 语句段1 语句段 case表达式2 case表达式2 表达式 语句段2 语句段 ... otherwise 语句段n 语句段 end
说明: (1) 将开关表达式依次与case后面的表达式进行比较,如 果表达式1不满足,则与下一个表达式2比较,如果都不 满足则执行otherwise后面的语句段n;一旦开关表达式 与某个表达式相等,则执行其后面的语句段. (2) 开关表达式只能是标量或字符串. (3) case后面的表达式可以是标量,字符串或元胞数组, 如果是元胞数组则将开关表达式与元胞数组的所有元素 进行比较,只要某个元素与开关表达式相等,就执行其 后的语句段.
(2) 将函数文件保存为"Ex0502.m". (3) 在MATLAB命令窗口输入以下命令,则会出现f的计算值 注意: 注意:M脚本文件和M函数文件的文件名及函数名的命名规 和绘制的曲线:f=Ex0502(0.3) 则与MATLAB变量的命名规则相同.
实验二MATLAB程序设计含实验报告
实验二 MATLAB 程序设计一、 实验目的1.掌握利用if 语句实现选择结构的方法。
2.掌握利用switch 语句实现多分支选择结构的方法。
3.掌握利用for 语句实现循环结构的方法。
4.掌握利用while 语句实现循环结构的方法。
5.掌握MATLAB 函数的编写及调试方法。
二、 实验的设备及条件计算机一台（带有MATLAB7.0以上的软件环境）。
M 文件的编写：启动MATLAB 后，点击File|New|M-File ，启动MATLAB 的程序编辑及调试器（Editor/Debugger ），编辑以下程序，点击File|Save 保存程序，注意文件名最好用英文字符。
点击Debug|Run 运行程序，在命令窗口查看运行结果，程序如有错误则改正三、 实验内容1.编写求解方程02=++c bx ax 的根的函数（这个方程不一定为一元二次方程，因c b a 、、的不同取值而定），这里应根据c b a 、、的不同取值分别处理，有输入参数提示，当0~,0,0===c b a 时应提示“为恒不等式!”。
并输入几组典型值加以检验。
（提示：提示输入使用input 函数）2.输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A+、A 、B 、C 、D 、E 。
其中100分为A+，90分～99分为A ，80分～89分为B ，70分～79分为C ，60分～69分为D ，60分以下为E 。
要求：（1）用switch 语句实现。
（2）输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。
（提示：注意单元矩阵的用法）3.数论中一个有趣的题目：任意一个正整数，若为偶数，则用2除之，若为奇数，则与3相乘再加上1。
重复此过程，最终得到的结果为1。
如：2?13?10?5?16?8?4?2?16?3?10?5?16?8?4?2?1运行下面的程序，按程序提示输入n=1,2,3,5,7等数来验证这一结论。
请为关键的Matlab 语句填写上相关注释，说明其含义或功能。
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六、不同数据类型之间的转化
MATLAB提供了丰富的函数来实现常用数据类型间的转换，具体见下图。
ASCII码
符号表达式
doublcehar
symchar
S2N
字符串
数值
cellsctrhar
chasrtrucNt 2S
cell2struct
元胞数组
结构数组
struct2cell
vpdaouble 数值型符号结果
2、字符串的连接
字符串可以利用“[ ]”运算符进行拼接，不过拼接字符串时需要注意以 下两点： 若使用“，”作为不同字符串之间的间隔，则相当于扩展字符串成为更长 的字符串向量。 若使用“；”作为不同字符串之间的间隔，则相当于扩展字符串成为二维 或者多维的数组，这时，不同行上的字符串必须具有同样的长度，
常量名
常量值
常量名
常量值
i,j
1
realmin 最小的正浮点数2.2251e-308
pi
realmax 最大的正浮点数1.7977e+308
eps
浮点运算相对精度2.2204e-016 Inf或inf
Байду номын сангаас
无穷大(如1/0)
NaN或nan
不定值(如0/0,∞/∞,0×∞)
注：NaN与Inf的乘积仍为NaN。
二、数值型数据
数值型数据包括整数(带符号和无符号)和浮点数(单精度和双精度)。 在缺省(默认)状态下，MATLAB将所有的数都看作是双精度的浮点数。 使用整型变量和单精度变量可以节约内存空间。
三、符号型数据
符号型数据是一般科学计算软件所不具有的，它可以用于公式的推导 和数学问题的解析解法。在进行解析运算前需要首先将采用的变量申明为 符号变量，这需要用syms()函数实现 。
sym vpa
double
符号常数
注：上图中的S2N包括：str2int,str2num,str2mat,sscanf等； N2S包括： int2str,num2str,mat2str,sprintf等。
2.2 数值运算
一、矩阵及其运算
MATLAB中是以矩阵作为基本编程单元的，所以矩阵运算十分重要。 1、矩阵的输入 在MATLAB中，输入矩阵可有以下几种方法： a) 输入元素列表；(a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]) b) 从外部数据文件中读取矩阵；(load data.mat) c) 利用MATLAB内部函数与工具箱函数产生矩阵；(a=eye(4)) d) 用户自己编写语句产生矩阵。(r=5-10*rand(2, 3)) 2、矩阵的基本运算
如果没有事先声明，MATLAB中的变量指的是局部变量。此外用户还可 以使用global()函数来定义全局变量，全局变量可以用于不同函数文件之 间的传递，但也正是由于全局变量的这种特性使得程序的可读性降低甚 至容易出错，所以建议读者一般不要使用全局变量。
MATLAB语言中还有一些预定义的变量，这些变量即称为常量。 下表列出了MATLAB语言中常用的几个常量。
元胞数组中元素一般可以用A{m,n}或A(m,n)这两种方式来调用，它们的 不同之处在于：A{m,n}得到的结果的类型为元素自身的类型，而A(m,n) 的数据类型为元胞数组类型。
2、结构数组
结构体是MATLAB中比元胞数组更广义的数组，它的每一个元素都称为域， 域中可以存放任意类型的数据结构。与其他数组不同的是结构数组用域名来调 用域的内容。结构数组具有层次数据结构，它可以描述一个班级下的每个学生 的姓名、性别、课程和得分这样的层次结构。该层次的结构可以存放广泛的数 据类型，如典型的MATLAB图形结构就是用结构数组来组织的，由屏幕、菜单、 图形和修饰图形的元素自上而下这样的层次组成。 同元胞数组类似，结构数组的创建也有两种方法： ①用赋值语句直接定义； ②用结构函数structure()来直接产生。
此外还可以利用MATLAB提供的函数实现字符串的拼接： strcat()函数实现字符串水平连接 strvcat()函数实现字符串垂直连接
五、元胞与结构体型数据
1、元胞数组
用户可以使用以下两种方法来建立一个元胞数组。①用赋值语句直接定 义；②由cell()函数预先分配存储空间，然后对细胞的每个元素逐个赋值。
例如：syms a b;
四、字符串
字符与字符串运算是各种高级语言不可缺少的部分，它可以用来表示 一些MATLAB函数的属性值，并用于显示中英文内容等。MATLAB具有强 大的字符处理能力。
1、字符串的定义
MATLAB提供了以下几种方法来定义一个字符串： ①直接用单引号赋值； ②利用char()函数结合ASCII码来生成字符串(因为字符串中的字符 是以ASCII码存储的，所以大小写是有区别的，可以用double()函数 或abs()函数查看一个字符串的ASCII码)； ③利用字符数组生成字符串。例如：用户可以在命令窗口中输入如下语句： s1='I love matlab' % 方式1 s2=char([73 32 108 111 118 101 32 109 97 116 108 97 98]) % 方式2 s3=['I',' ','l','o','v','e',' ','m','a','t','l','a','b'] % 方式3
变量是任何程序设计语言的基本元素之一，它是指其数值在数据处理的 过程中可能会发生变化的一些数据量名称。而常量则是指在计算过程中 数值不发生变化的量。
MATLAB语言变量有如下特点：①不要求对所使用的变量进行事先声明， 也不需要指定变量类型，MATLAB会自动根据所赋予变量的值或对变量 所进行的操作来确定变量的类型；②在赋值过程中，如果变量已经存在， MATLAB会用新值代替旧值，并以新的变量类型代替旧的变量类型。
第2章 MATLAB语言程序设计基础
本章目标：了解MATLAB语言程序设计 及图形绘制的基本内容
2.1 MATLAB语言数据类型 2.2 数值运算 2.3 符号运算 2.4 MATLAB语言程序控制结构 2.5 M文件概述 2.6 MATLAB图形绘制 2.7 实例解析
2.1 MATLAB语言数据类型
MATLAB支持的基本数据类型见下图。
MATLAB数据类型
数值类型 字符串 元胞数组
结构
函数句柄 Java对象 逻辑类型
双精度类型 单精度类型
整数类型
自定义类
内嵌对象
int8, uint8 int16, uint16 int32, uint32 int64, uint64
MATLAB的数据类型
一、变量与常量