matlab编程基础(函数)
matlab m 编程语言
matlab m 编程语言Matlab M编程语言是一种高级的数值计算和编程环境，其提供了丰富的函数和工具箱，用于科学计算、数据分析、图像处理等各个领域。
本文将介绍Matlab M编程语言的基本语法和常用功能。
一、基本语法Matlab M编程语言的基本语法类似于其他编程语言，包括变量的定义和赋值、条件语句、循环语句等。
下面以一个简单的例子来说明基本语法：```matlab% 定义变量a = 10;b = 20;% 条件语句if a > bdisp('a大于b');elseif a < bdisp('a小于b');elsedisp('a等于b');end% 循环语句for i = 1:5disp(i);end```二、常用函数和工具箱Matlab M编程语言提供了丰富的函数和工具箱，用于各种科学计算和数据处理任务。
下面列举一些常用的函数和工具箱：1. 统计工具箱：用于统计分析和数据建模，包括描述统计、假设检验、回归分析等功能。
2. 图像处理工具箱：用于图像处理和计算机视觉任务，包括图像滤波、边缘检测、图像分割等功能。
3. 信号处理工具箱：用于信号处理和数字信号处理任务，包括滤波、频谱分析、时频分析等功能。
4. 控制系统工具箱：用于控制系统分析和设计，包括传递函数表示、稳定性分析、控制器设计等功能。
5. 优化工具箱：用于优化问题的建模和求解，包括线性规划、非线性规划、整数规划等功能。
三、应用实例Matlab M编程语言在科学计算和工程应用中有广泛的应用。
下面举两个实际应用的例子：1. 图像处理：利用Matlab M编程语言中的图像处理工具箱，可以对图像进行各种处理和分析。
例如，可以对医学影像进行图像增强，提取感兴趣区域，进行图像分割等操作。
2. 机器学习：Matlab M编程语言提供了丰富的机器学习工具箱，可以用于分类、聚类、回归等任务。
例如，可以利用支持向量机对数据进行分类，利用神经网络进行回归分析等。
SXSY_013-Matlab程序设计基础_程序文件与函数编程
常见问题
在非洲草原上, 有一种不起眼的动物叫吸血蝙 蝠。它身体极小却是野马的天敌。这种蝙蝠靠吸 动物的血生存, 它在攻击野马时, 常附在马腿上,用 锋利的牙齿极敏捷地刺破野马的腿, 然后用尖尖 的嘴吸血。无论野马怎样蹦跳、狂奔, 都无法驱 逐这种蝙蝠。蝙蝠却可以从容地吸附在野马身上, 落在野马头上直到吸饱吸足才满意地飞去。而野 马常常在暴怒、狂奔、流血中无可奈何地死去。
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匿名函数
匿名函数支持变量替换
p=3; q=5; f=@(x,y) x^p + y^q; y=f(2,3) p=2; q=4; f=@(x,y) x^p + y^q; % 当参数发生改变时，函数必须重新定义 y=f(2,3)
若调用函数时涉及数组运算，则定义函数时也需要使用数组
运算
f=@(x) x.^2 + 1; x=1:5; y=f(x)
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函数句柄
函数句柄：可以理解成一个函数的代号或别名，调用函数句柄 就等价于调用该函数。
函数句柄的定义
fhandle=@ 函数名 @ 的作用就是将一个函数的函数句柄赋值给左边的变量 例：f = @sin; y = f(pi/3)
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我们不是程序员而是问题的解决者, 我们兴趣 在于模型和算法而不是编程。我们需要熟悉的是 什么方法对于一个给定的问题是适用的, 方法的 优点和缺点以及如何实现方法。 我们不需要一行 一行的从零开始去写每一个最基本的函数。我们 更加乐于组装现成的基本模块去解决手上的问题。 Matlab的优势之一正是具有丰富的内置函数、针 对具体领域的集成工具箱和网络资源 ( /matlabcentral)。
(1) 首先对你所面临的问题进行精确描述,即你遇到的到 底是什么问题。 (2) 定义输入输出量,即我们的目的和现有的条件。 (3) 设计算法,逐层分解,逐步求精,这是做事谋的一个过 程,大部分人做事出错就出在这个地方,懒得到逐层分解, 逐步求精, 总是妄想一步登天。 (4) 把算法转化为Matlab语言,这一步是踏踏实实做的过 程,没有这一步你什么也做不成。 (5) 检测程序,我们做的东西是否正确,不正确检测错误。 这一步是需要耐心的,不要怕错误,每一次检测都会让你 提高。做事时,不要因一些错误而畏缩不前。
matlab的循环语句和常用函数解析
matlab 基本语句1.循环语句forfor i=s1:s3：s2循环语句组end解释：首先给i赋值s1；然后，判断i是否介于s1与s2之间；如果是，则执行循环语句组,i=i+s3（否则，退出循环.）；执行完毕后，继续下一次循环。
例：求1到100的和，可以编程如下：sum=0for i=1:1:100sum=sum+iend这个程序也可以用while语句编程。
注：for循环可以通过break语句结束整个for循环.2.循环语句while例：sum=0;i=1;while(i<=100)sum=sum+i;i=i+1;end3.if语句if(条件)语句endif(条件)语句else语句endif(条件)语句elseif语句end4.关系表达式：=,>,<,>=,<=,==(精确等于)5.逻辑表达式：|(或),&(且)6.[n,m]=size(A)(A为矩阵)这样可以得到矩阵A的行和列数n=length(A)，可以得到向量A的分量个数；如果是矩阵，则得到矩阵A的行与列数这两个数字中的最大值。
7.！后面接Dos命令可以调用运行一个dos程序。
8.常见函数：poly():为求矩阵的特征多项式的函数，得到的为特征多项式的各个系数。
如a=[1,0,0;0,2,0;0,0,3]，则poly(a)＝1 -6 11 -6。
相当于poly(a)＝1入^3+(-6)入^2+11入+(-6)。
compan():可以求矩阵的伴随矩阵.sin()等三角函数。
MATLAB在数学建模中的应用(3)一、程序设计概述MATLAB所提供的程序设计语言是一种被称为第四代编程语言的高级程序设计语言，其程序简洁，可读性很强，容易调试。
同时，MATLAB的编程效率比C/C++语言要高得多。
MATLAB编程环境有很多。
常用的有：1.命令窗口2.word窗口3.M-文件编辑器，这是最好的编程环境。
M-文件的扩展名为“.m”。
《matlab函数库》课件
数值计算
支持矩阵和数组运算，统计分 析，数值优化等。
图形可视化
绘制二维和三维图形，支持多 种图形格式和交互操作。
工具箱扩展
提供多种专业领域的工具箱， 如信号处理、控制系统、图像 处理等。
Matlab的应用领域
科学研究
物理、化学、生物、材料科学等领域的研究 工作。
工程设计
机械、电子、航空航天、汽车等领域的建模 、仿真和分析。
04
信号处理函数
01
信号处理函数用于分析和处理各 种信号。
03
使用信号处理函数，您可以对音 频、图像、视频和其他类型的数
据进行信号处理和分析。
02
这些函数包括用于信号滤波、频 谱分析、特征提取和信号生成等
的函数。
201 4
04
这些函数可以帮助您提取信号中 的有用信息，如频率、幅度和相
位等。
图像处理函数
应用示例
数值优化函数在许多领域都有广泛应用，如机器 学习、数据挖掘、控制系统等。例如，在机器学 习中，可以使用数值优化函数来训练神经网络， 以最小化预测误差。
详细描述
数值优化函数包括fminunc、fmincon等，它们 采用不同的算法和约束条件，适用于不同的最优 化问题。这些函数通过不断迭代和调整变量的值 ，逐渐逼近最优解。
03
CATALOGUE
Matlab函数库进阶
控制系统函数
01
控制系统函数用于分析和设计控 制系统。
02
这些函数包括用于系统建模、分 析和控制的函数。
控制系统函数可以帮助您模拟和 控制各种类型的系统，如线性时 不变系统、非线性系统等。
03
使用这些函数，您可以进行系统 稳定性分析、控制设计、信号处
matlab基础编程代码
matlab基础编程代码Matlab基础编程代码是指使用Matlab语言进行编程的基础知识和技巧。
本文将介绍Matlab编程的一些基础知识和常用代码示例。
一、Matlab基础知识1. Matlab是一种高级编程语言和环境，适用于科学计算、数据分析和可视化等领域。
2. Matlab的语法类似于其他编程语言，但具有独特的特性和函数库。
3. Matlab提供了丰富的数学和矩阵运算函数，使其在科学计算和数据分析中具有广泛的应用。
二、Matlab编程基础代码示例1. 变量和赋值在Matlab中，可以使用等号将值赋给变量。
例如，可以使用以下代码将值5赋给变量x：```matlabx = 5;```2. 数组和矩阵Matlab中的数组和矩阵是非常重要的数据结构。
可以使用以下代码创建一个数组或矩阵：```matlabA = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9];```上述代码创建了一个3x3的矩阵A，其中包含了1到9的数字。
3. 条件语句在Matlab中，可以使用条件语句控制程序的执行流程。
以下是一个简单的if语句示例：```matlabx = 5;if x > 0disp('x是正数');elsedisp('x是负数');end```上述代码根据变量x的值输出不同的结果。
4. 循环语句循环语句是Matlab编程中常用的控制结构。
以下是一个for循环的示例：```matlabfor i = 1:5disp(i);end```上述代码将输出数字1到5。
5. 函数定义和调用在Matlab中，可以使用函数来封装一段可重复使用的代码。
以下是一个函数定义和调用的示例：```matlabfunction result = square(x)result = x^2;endy = square(4);disp(y);```上述代码定义了一个计算平方的函数，并调用该函数计算4的平方并输出结果。
第4章 MATLAB编程基础
（3）使用C-MEX文件：在必须使用for或 while循环体时，为了提高执行效率，可以将 循环部分的代码转化为C-MEX文件。 （4）尽量使用函数文件：在MATLAB中，函 数文件的效率一般比脚本文件的效率要高， 这是由于函数文件有自己的工作空间，执行 一次后仅保存程序运行必需的变量，并将函 数编译成伪代码，下次调用时提高了效率。
例：根据用户要求找出数组x中的最大值、最 小值或所有元素的和。
t=[0:100];x=exp(-t).*sin(t); %给定数组x require=input('Type min,max,or sum.','s') %用户输入要求 require=lower(require); switch require case 'min' %分支判断通过比较字符串完 成 minimum=min(x) case 'max' maximum=max(x) case 'sum' total=sum(x) otherwise disp('You have not entered a proper requirement') end
例：利用for循环求1！+2！+3！+ +5！的值
sum=0; for i=1:5 pdr=1; for k=1:i pdr=pdr*k; end sum=sum+pdr; end
e x 1 x x 2 2 x3 6 例：找出近似级数 中误差大于1%之前的最大的x值（精确到小数点后两
垂直条形图 水平条形图
误差条形图 y轴对数刻度 坐标
commet stairs
rose compass
Matlab中的函数编程和脚本编程
Matlab中的函数编程和脚本编程Matlab是一种广泛应用于科学与工程领域的高级编程语言和环境。
在Matlab 中，函数编程和脚本编程是两种主要的编程方式。
函数编程是通过封装一段可重复使用的代码作为函数来实现特定功能。
而脚本编程则是直接在Matlab中运行一系列的命令和操作来实现所需的任务。
在函数编程中，我们可以将程序中相对独立的功能模块封装成函数，以便在需要的时候可以反复调用。
函数的定义通常包括函数名、输入参数和输出参数。
通过在函数内进行计算、变量赋值等操作，将输入参数转化为输出参数，实现特定的功能。
例如，我们可以定义一个计算平方的函数：```matlabfunction y = square(x)y = x^2;end```在上述代码中，`square`函数接受一个参数`x`，将其平方并将结果赋给变量`y`，最后将`y`作为函数的输出。
使用函数编程的好处之一是可以提高代码的可重用性和模块化程度。
通过将相似的代码封装进一个函数，我们可以在不同的上下文中多次调用这个函数，避免重复编写相同的代码，提高开发效率。
此外，函数编程还有利于代码的维护和修改。
如果某个功能需要改变，我们只需要修改函数的定义，而不需要改动调用函数的地方。
除了函数编程，Matlab还支持脚本编程，这种编程方式更加灵活。
脚本由一系列的命令和操作组成，按照顺序执行。
与函数编程不同，脚本中的变量是全局的，可以在脚本的任何地方访问和修改。
脚本编程适用于一些简单的任务或者需要直接交互的情况。
例如，我们可以编写一个简单的脚本来生成随机数并计算其平均值：```matlabnums = randn(1, 100);average = mean(nums);disp(['The average is: ', num2str(average)]);```上述脚本通过`randn`函数生成含有100个随机数的数组，并使用`mean`函数计算其平均值，最后通过`disp`函数将结果打印出来。
matlab正弦函数
matlab正弦函数Matlab正弦函数是工程师和学者在数学、物理、工程领域中使用Matlab计算机软件编程应用最重要的基础函数之一，它主要用于解决圆锥变换，平面定向，坐标转换，代数概念解析，特征分析，轨迹计算，信号处理，模型拟合等方面的问题。
Matlab正弦函数是定义在正弦曲线上的一个函数，其表达式为y = sin(x)，其中x表示弧度，即用来表示单位圆上某点到圆心的线段与x轴正半轴的夹角大小。
y值表示弧度值x相对于圆心的线段，其长度为1。
由于sin(x)函数涉及三维曲线常见的正弦曲线，因此它通常用于描述曲线的各个参数，这些参数主要包括周期、振幅、相移、平均值和中间值。
正弦函数的应用非常广泛，比如，在介绍三角函数时，我们可以用正弦函数来描述三角函数的参数，这样便可以很方便地计算出三角函数的值。
另外，正弦函数也可以用来描述各种微分方程的解，如伯努利微分方程、波动方程等。
正弦函数也常用于各种信号处理的软件程序，它可以提供精确的参数分析，以便更准确地定位出特定信号的部分，这些部分就可以作为分析或处理信号的依据。
正弦函数在数值分析、有限元与有限差分分析等物理仿真中也有广泛的应用，它可以处理复杂的物理问题，从而使我们能够更容易地理解计算机程序的工作原理。
此外，Matlab正弦函数还可以用于统计分析与模型拟合，它可以建立合理的模型，分析数据，并能够以良好的准确度应用于实际中的问题。
例如，它可以用来分析人口统计数据，估测投资回报，建立温度预测模型等。
总之，Matlab正弦函数是一个非常有用的函数，它能够处理复杂的数学模型，从而方便我们进行计算机编程应用程序。
它被广泛应用于数学、物理和工程等领域，用来处理各种复杂的数学问题，使得计算机程序的编程工作更加顺利、高效。
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递归函数举例
例：利用函数的递归调用计算 n!
1, n1 n! n ( n 1)!, n 1
% 函数文件 myfactor.m function y=myfactor(n) if (n<=1) y=1; else y=n*myfactor(n-1); end
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递归函数举例
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自定义函数方式（三）
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自定义函数方式（三）
%函数文件：function []=funtry3() lfg=inline('x.^(1/3)'); %表达式两端的单引号不可缺少 fid=fopen('myfile3.txt','w'); for t=1:50; y=lfg(t); fprintf(fid,'%4d^(1/3) = %6.4f\n',t,y); end fclose(fid); ezplot(lfg,[0,50])
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程序示例
% ex4global.m clear; global a b a = 1; b = 3; y = mysquaresum(a,b); fprintf(' a=%g, b=%g \n',a,b); z = myproduct(a,b); fprintf(' a=%g, b=%g\n',a,b); % mysquaresum.m function square_sum = mysquaresum(x,y) square_sum = x^2 + y^2; a = x+y; % myproduct.m function product = myproduct(x,y) global a product = x*y; a = x+y;
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自定义函数方式（一）
方式一：命令文件/函数文件 + 函数文件
%命令/函数文件：myfile1.m clear for t=1:10; y=mylfg(t); fprintf('%4d^(1/3) = %6.4f\n',t,y); end
调用函数时要注意实参与形参的匹配！
%函数文件：mylfg.m
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数学实验
Matlab 自定义函数
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自定义函数的五种方式
Matlab 自定义函数的五种方式
命令文件/函数文件+ 函数文件 ：多个 M 文件 函数文件 + 子函数 ： 一个 M 文件 inline ： 无需 M 文件 符号表达式 + subs 方式 ： 无需 M 文件 字符串 + subs 方式 ： 无需 M 文件
diff(lfg,'x')
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X
自定义函数方式（四）
方式四： syms + subs
syms 定义一个符号表达式，用 subs 命令调用
syms f x %定义符号 f=1/(1+x^2); %定义符号表达式
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子函数
一个函数文件中可以含有一个或多个函数， 其中第一个称为主函数，其它函数称为子函数 子函数由 function 语句引导 除了用 global 定义的全局变量外，所有函数中的变量都 是局部变量，函数之间通过输入、输出参数进行数据传递 主函数必须位于最前面，子函数出现的次序任意 子函数只能被主函数和位于同一个函数文件中的其它子 函数调用 调用一个函数时，Matlab 会首先检查该函数是否为一个子 函数
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函数文件举例
例：交换两个变量的值 myswap.m
function [a,b] = myswap(x,y) % swap x and y a = y; b = x; 有两个输入参数和两个输出参数
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函数文件举例
例：打印杨辉三角形 printyh.m
function printyh(n) % 打印杨辉三角形, 本函数没有输出参数 yh = 1; disp(yh); if n==1, return; end yh = [1,1]; disp(yh); for k = 3 : n yh_old = yh; k2 = ceil(k/2); for i = 2 : k2 yh(i) = yh_old(i-1) + yh_old(i); end yh(k2+1:k) = yh(k-k2:-1:1); disp(yh); end 没有输入参数和输出参数
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函数句柄
函数句柄，可以理解成一个函数的代号或别名，调用函数句柄 就等价于调用该函数。
函数句柄的定义
fhandle = @ 函数名 @ 的作用就是将一个函数的函数句柄赋值给左边的变量 例： f = @sin; y = f(pi/3)
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内联函数
MATLAB中的内联函数借鉴了C语言中的内联函数，使用内联 函数可以减少调用的时间和空间开销。 内联函数的定义 函数名=inline('函数表达式', '变量1', '变量2'，...) 由于内联函数是储存于内存中而不是在M文件中，省去了文 件访问的时间，加快了程序的运行效率。 但内联函数只能定义一些简单的函数表达式。 例： f = inline('x^2 + y^2','x','y'); y = f(2,3)
数学软件 Matlab
——ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱMatlab 编程（函数）
1
本讲主要内容
什么是函数文件 如何编写函数文件 递归函数 函数参数的可调性 局部变量与全局变量 子函数
函数句柄、内联函数、匿名函数
2
Matlab 编程
M 文件根据调用方式的不同可以分为两类： Script：脚本文件/命令文件
function y = mylfg(x) y=x^(1/3);
函数名与文件名必须一致！
函数必须单独写一个文件！ 不能与命令文件写在同一个文件中！
23
自定义函数方式（二）
方式二：函数文件 + 子函数
%函数文件：funtry2.m function []=funtry2() for t=1:10 y=lfg2(t); fprintf('%4d^(1/3) = %6.4f\n',t,y); end function y=lfg2(x) y=x^(1/3); %%子函数
4
编程示例
例：将华氏温度转化为摄氏温度：
脚本文件 (f2cs.m)：
5 c ( f 32) 9
clear; f=input('Please input f:'); c=5*(f-32)/9; fprintf('c = %g\n',c); 函数文件(f2cf.m)： function c = f2cf(f) c=5*(f-32)/9; fprintf('c = %g\n',c);
函数文件中可以定义一个或多个子函数，此时我们称该函 数为主函数，子函数只能被主函数或同一个函数文件中的 其它子函数调用！
24
自定义函数方式（三）
方式三：inline + 命令/函数文件
inline 命令可以用来定义一个内联函数 f=inline('函数表达式','变量1','变量2',...) 调用方式： y=f(数值列表) 代入的数值列表顺序应与定义时的变量名顺序一致
直接输入文件名即可运行
Function：函数文件
供其它M文件调用，通常带输入参数和输出参数
3
函数文件
函数文件一般格式
function 输出形参列表=函数名(形参列表) % 注释说明部分(可选) 函数体语句(必须) 第一行为引导行，表示该 M文件是函数文件 函数名的命名规则与变量名相同 ( 必须以字母开头 ) 当输出形参多于一个时，用方括号括起来 函数文件名必须与函数名一致 函数必须是一个单独的 M文件
7
函数调用
函数调用的一般格式
输出实参列表=函数名(输入实参列表)
函数调用时，实参的顺序应与函数定义时形参的顺序一致 实参与形参之间的结合是通过值传递实现的 函数可以嵌套调用，即一个函数可以被其它函数调用， 甚至可以被它自身调用，此时称为递归调用
函数所传递的参数具有可调性，Matlab 用两个永久变量 nargin 和 nargout 分别记录调用该函数时的输入实参 和输出实参的个数
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上机作业
1、兔子繁殖问题：( Fibonacci number ) 假设每对兔子每月生出一对小兔，且新生的兔子满二个月 后就能生育，那么从刚出生的一对小兔算起，12个月后总共 有多少对兔子？三年后呢？试编写一个函数计算该题，输入 为月数，输出为兔子对数。 2、编写一个函数，要求实现以下功能 当输入一个参数时，输出错误信息，并返回 当输入两个或三个参数时，计算它们的阶乘的和
例：计算 1! + 2! + … + 10!
% main.m % clear; s = 0; n = 10; for i = 1 : n s = s + myfactor(i); end fprintf(' s=%g \n',s)
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参数的可调性举例
例：nargin 和 nargout 的使用
% ex4nargin.m function y = ex4nargin(a,b) if (nargin==1) y = a; elseif (nargin==2) y = a*b; end
% ex4nargout.m function [p,q]=ex4nargout(a,b) if (nargout==1) p = a + b; elseif (nargout==2) p = a + b; q = a - b; end