MATLAB程序设计
Matlab程序设计打印版
实验四 Matlab程序设计[实验目的]1．掌握字符串数组的创建和构造方法及常用字符串函数的使用。
2．熟练掌握MATLAB 控制流的使用方法。
3．熟悉M 脚本文件、函数文件的编写方法和技巧。
[实验原理]与数值数组相比，串数组在MATLAB 中的重要性较小，但不可缺少。
如果没有串数组及相应的操作，那么数据可视化、图形用户界面的制作将会遇到困难。
字符串与数值数组是两种不同的数据类，它们的创建方式也不同。
字符串的创建方式是：将待建的字符放在“单引号对”中。
注意，“单引号对”必须是在英文状态下输入，其作用是MATLAB 识别送来内容“身份”所必需的，如A=’This is an example!’；就创建了一个字符串A。
注意创建带单引号的字符串时，每个单引号符用“连续2 个单引号符”标识。
字符串的标识同数值数组同，而且也可以使用size 指令观察串数组的大小。
串数组的ASCII 码可以通过指令abs 和double 来获取，而用char 指令可以把ASCII 码变为串数组，另外，MATLAB 可以很好的支持中文字符串数组。
对于复杂串数组的创建，一是可以直接创建，但是要保证同一串数组的各行字符数相等，即保证各行等长，不推荐，太繁琐。
二是可以利用串操作函数创建多行数组，比如char, str2mat, strvcat 等，具体操作自己通过帮助体会。
另外还可以通过转化函数产生数码字符长，比如A_str=int2str(A) 就是把整数数组A 转换成串数组，如果是非整数将被四舍五入后再转换，类似的函数还有num2str（把非整数数组转换为串数组，常用于图形中数据点的标识）、mat2str（把数值数组转换成输入形态的串数组，常与eval 指令配用）。
假如想灵活运用MATLAB 去解决实际问题，想充分调动MATLAB——科学技术资源，想理解MATLAB 版本升级所依仗的基础，那么掌握M 脚本文件合函数的编写规则将十分有用。
MATLAB程序设计
MATLAB程序设计MATLAB提供了一个完善的程序设计语言环境，使用户能够方便地编制复杂的程序，完成各种计算。
本节先介绍关系运算、逻辑运算，再介绍M-文件（即程序文件）的结构及MATLAB的程序控制流语句。
一、关系运算和逻辑运算1．关系运算（1）关系运算符：< ；< = ；> ；> = ；= = ；~ =（2）关系表达式：用关系运算符将两个同类型的量（表达式）连接起来的式子。
【注】①关系运算本质上是标量运算，关系表达式的值是逻辑值（0-假1-真）；②当作用于两个同样大小矩阵时，则分别对两个矩阵的对应元素运算，结果是一个0-1矩阵。
例1．对向量进行关系运算。
>> A=1:5,B=5:-1:1 % 输入向量A = 1 2 3 4 5B = 5 4 3 2 1>> C=(A>=4) % 对向量进行关系运算C = 0 0 0 1 1>> D=(A==B) % 对向量进行关系运算D = 0 0 1 0 02．逻辑运算（1）逻辑运算符：& (and,与)、| (or,或)、~ (not,非)（2）逻辑表达式：用逻辑将两个逻辑量连接起来的式子。
【注】①逻辑运算本质上是标量运算，它将任何非零元素视为1（真）；②当作用于两个同样大小矩阵时，则分别对两个矩阵的对应元素运算，结果是一个0-1矩阵。
（真值表见P27）例2．对向量进行逻辑运算。
>> a=1:9,b=9-aa = 1 2 3 4 5 6 7 8 9b = 8 7 6 5 4 3 2 1 0>> c=~(a>4) % 非运算c = 1 1 1 1 0 0 0 0 0>> d=(a>=3)&(b<6) % 与运算d = 0 0 0 1 1 1 1 1 13．逻辑函数any(x) 向量x 中有非零元返回1，否则返回0。
（向量函数） all(x) 向量x 中所有元素非零返回1，否则返回0。
第二讲MATLAB的程序设计和M文件
第二讲MATLAB的程序设计和M文件在MATLAB中，程序设计主要是通过编写和运行M文件来实现。
M文件是MATLAB的主要代码文件，用于实现不同功能的程序，可以包含变量定义、算法实现、函数调用和图形绘制等。
下面将介绍MATLAB的程序设计和M文件的基本知识。
MATLAB的程序设计主要包括如下几个方面：1.变量和数据类型：在M文件中，可以使用不同的变量类型存储数据，如整型、浮点型、字符型等。
不同的变量类型在MATLAB中有不同的表示方法和功能。
2.运算和表达式：在M文件中，可以使用常见的数学运算符（如加减乘除、指数等）进行计算。
同时，也可以使用逻辑运算符（如与、或、非等）进行逻辑运算。
3. 条件语句：在M文件中，可以使用条件语句实现根据不同的条件执行不同的操作。
MATLAB中的条件语句主要有if语句和switch语句，通过判断条件的真假来决定执行路径。
4. 循环语句：在M文件中，可以使用循环语句实现对一段代码的重复执行。
MATLAB中的循环语句主要有for循环、while循环和do-while循环。
5.函数的定义和调用：在M文件中，可以通过定义函数来实现特定功能的封装。
函数可以包含输入参数和输出参数，通过参数的传递来实现数据的交互和函数的调用。
1.M文件的命名和保存：M文件的命名应该具有描述性，以体现文件中代码的功能。
M文件的保存格式是以.m为文件扩展名。
2.M文件的结构：在M文件中，一般会包含变量定义、函数定义和主程序等部分。
变量定义部分用于声明和初始化变量，函数定义部分用于定义自定义函数，而主程序部分用于调用函数和执行主要功能。
3.代码注释：为了提高代码的可读性和可维护性，需要在M文件中添加注释。
注释可以用于解释代码的目的和思路，以及描述变量、函数和算法等的作用和实现方法。
4.代码风格：为了代码的一致性和可读性，需要遵循一定的代码风格规范。
例如，可以在操作符周围留有空格，使用一致的缩进和命名规则，避免使用不必要的缩写等。
MATLAB程序设计及应用实例
注意：等号左边是方括号，右边输入参数用括号
第14页，共67页。
例1 编写函数文件求半径为r的圆的面积和周长
function [s,p]=fcircle(r)
%FCIRCLE calculate the area and perimeter of a circle of radii r
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。
第22页，共67页。
例 求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。
程序如下： a=input('a=?'); b=input('b=?'); c=input('c=?'); d=b*b-4*a*c; x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)];
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
end 命令文件main5_2.m：
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.
MATLAB语言程序设计基础
3.2 matlab语言基本运算及输入输出
3.2.5 输入与输出语句
input A=input(提示字符串）要求输
入矩阵
A=input(提示字符串，‘s’） 要求字符串eg:
n=input('how much')
n=input('ho第w23页m/共4u1页ch','s')
3.2 matlab语言基本运算及输入输出
关系运算和逻辑运
算
表3-6 关系运算和逻辑运算函数
函数 any all find
exist isnan
意义 逻辑条件任何一个
逻辑条件全部 寻找逻辑值的向量元素下 标
检查某变量是否存在 检查非数值量
函数 finite isempty isstr
strcmp
随机数元素矩阵 设三维绘图基底坐
第5页/共41页
单位矩阵
3.1.3构造多维数组
cat( ) a=cat(n,a1,a2,….) n:多维函数的维数 n=1:
cat(a1,a2,a3..)=[a1;a2;a3…] n=2:
cat(a1,a2,a3..)=[a1,a2,a3…] n=3: 图3－1示
重新定义维数
end 表示某一维末尾元素下标
2、复数矩阵： b=[1 2;3 4]+i*[5 6;7 8] b=[1+5i 2+6i;3+7i 4+8i]
第3页/共41页
3、空矩阵［］
0×0阶
与clear不同之处：clear删除变量
［］删除矩阵中的元素
A(:,[2,3])=[] 第2,3列元素删除
函数 abs angle sqrt real imag conj round fix
Matlab程序设计
19
例：计算2个数的和，根据输入的参数个数不同使用不同 的运算表达式。 function [sum]=Ex0514(x,y) if nargin==1 sum=x+0; else if nargin==0 sum=0; else sum=x+y end end [sum]=Ex0514(1,2)
可以在某一目录中建立一个private目录来存放相关函数，具有性质：在 私有目录下的私有函数，只能被其父目录的M函数文件调用，对其他目 录的文件私有函数是不可见的，可以和其他目录下的函数重名；私有函 数父目录的M脚本文件也不可调用私有函数；在函数调用搜索时，私有 函数优先于其他MATALB路径上的函数。
局部变量和全局变量
（1）局部变量是在函数体内部使用的变量，其影响范围只 能在本函数内，仅存在于函数的工作空间内，只在函数执行 期间存在，函数执行完变量消失。
（2）全局变量是可以在不同函数工作空间和MATLAB工作 空间中共享使用的变量。在使用前必须用global定义，而且 每个要共享全局变量的函数和工作空间，都必须逐个用 global对变量加以定义。
m文件模式
m文件编辑器缺省设置是(通过菜单Preferences) c:\windows\notepad.exe 还可设成：c:\windows\write.exe c:\windows\command\ 注意：所创建的m文件必须纳入matlab搜索路 径后，才能在matlab命令窗口运行。
实战matlab并行程序设计
实战matlab并行程序设计MATLAB并行程序设计是一种利用MATLAB的并行计算工具箱来提高计算效率的技术。
在处理大规模数据集或复杂算法时，传统的串行计算方式可能效率低下，而并行程序设计可以显著提升处理速度。
以下是MATLAB并行程序设计的一些关键概念和步骤。
1. 并行计算基础并行计算指的是同时使用多个处理器或核心来执行计算任务。
MATLAB并行程序设计主要依赖于MATLAB的Parallel Computing Toolbox。
2. 环境配置在开始并行程序设计之前，需要确保MATLAB安装了Parallel Computing Toolbox，并且计算机上安装了MATLAB的并行计算服务器。
3. 并行池的创建和管理并行池是执行并行任务的工作单元集合。
MATLAB提供了`parpool`和`delete(gcp('nocreate'))`函数来创建和管理并行池。
```matlab% 创建并行池parpool;% 删除并行池delete(gcp('nocreate'));```4. 并行计算函数MATLAB提供了多种并行计算函数，如`parfor`、`parfeval`、`parfor`等。
`parfor`是最常见的并行循环，用于并行化for循环。
```matlab% 并行for循环parfor i = 1:N% 执行并行任务end```5. 数据分配在并行程序设计中，数据需要在不同的工作单元之间分配。
MATLAB提供了`distribute`函数来帮助实现数据的自动分配。
```matlab% 数据分配data = distribute(largeArray);```6. 并行变量在并行环境中，MATLAB支持两种类型的变量：共享变量和私有变量。
共享变量在所有工作单元中共享，而私有变量则在每个工作单元中独立。
```matlab% 声明共享变量sharedVar = 0;% 声明私有变量parfor i = 1:NlocalVar = rand;end```7. 并行任务的同步在并行程序设计中，有时需要同步不同工作单元的状态。
《MATLAB程序设计》实验指导书
三、
实验仪器和设备
1、 计算机一台。 2、 MATLAB7.0 以上集成环境。
四、
预习要求
2
《MATLAB 程序设计》实验指导书
1、 复习 MATLAB 的启动与Байду номын сангаас出，熟悉 MATLAB 运行环境。 2、 复习 MATLAB 中矩阵的生成以及矩阵运算的基本原理。
五、
实验内容及步骤
实验内容：
1、 求下列表达式的值 1） z1
5
《MATLAB 程序设计》实验指导书
2） 函数调用 函数文件编制好后，就可调用函数进行计算了。函数调用的一般格式为 [输出实参表]=函数名（输入实参表） 注意：函数调用时各实参出现的顺序、个数，应与函数定义时形参的顺序、个 数一致，否则会出错。函数调用时，实参先传递给形参，然后再执行函数功能。 5、 选择结构 1） if 语句 a） 单分支 if 语句 if 条件 语句块 end b） 双分支 if 语句 if 条件 语句块 1 else 语句块 2 end c） 多分支 if 语句 if 条件 1 语句块 1 elseif 条件 2 语句块 2 …… elseif 条件 n 语句块 n else 语句块 n+1 end 2） switch 语句 switch 表达式 case 结果表 1 语句块 1 case 结果表 2 语句块 2 ……
二、
实验原理
1、 M 文件 用 MATLAB 语言编写的程序，称为 M 文件，它们的扩展名均为.m。M 文件根据 调用方式的不同分为两类，命令文件（Script file）和函数文件（Function file） 。 2、 建立新的 M 文件 启动 MATLAB 文本编辑器有 3 种方法： 1） 单击工具栏上的“New M-File”命令按钮。 2） 从 MATLAB 主窗口的“File”菜单中选择“New”菜单项，再选择“M-file”命令。 3） 在 MATLAB 命令窗口输入命令“edit”。 3、 打开已有的 M 文件 1） 在当前目录窗口选中要打开的 M 文件，双击鼠标左键。 2） 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。 3） 从 MATLAB 主窗口的“File”菜单中选择“Open”命令，在“Open”对话框中选中 所需打开的文件。 4） 在 MATLAB 命令窗口输入命令“edit 文件名” 。 4、 函数文件 1） 函数文件的基本结构 函数文件由 function 语句引导，其基本结构为： function 输出形参表=函数名（输入形参表） 注释说明部分 函数体语句 注意：函数名的命名规则与变量名相同。当输出形参多于一个时，应用方括号 括起来。
matlab程序课程设计
matlab程序 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Matlab程序的基本结构和编程语法；2. 掌握Matlab中数据类型、运算符和流程控制的使用方法；3. 学会使用Matlab进行数据处理、图像绘制和仿真计算；4. 了解Matlab在实际工程和科研中的应用。
技能目标：1. 能够运用Matlab编写简单的程序，解决实际问题；2. 能够运用Matlab进行数据分析和图像绘制，展示实验结果；3. 能够运用Matlab进行简单的科学计算和模型仿真；4. 能够在团队项目中，运用Matlab编程技能，完成所承担的任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对Matlab编程的兴趣和热情，激发学生学习编程的积极性；2. 培养学生具备良好的编程习惯，注重代码的规范性和可读性；3. 培养学生面对编程问题时的耐心和毅力，克服困难，解决问题；4. 培养学生具备团队协作精神，能够在项目中发挥各自优势，共同完成任务。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重培养学生实际操作能力和编程思维。
学生特点：学生具备一定的数学基础和计算机操作能力，但对Matlab编程尚处于入门阶段。
教学要求：结合学生特点，通过讲解、演示、实践等方式，引导学生掌握Matlab编程技能，并在实际应用中提高学生的编程水平。
教学过程中，注重培养学生的学习兴趣和团队协作能力，为后续相关课程和实际工作打下基础。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. Matlab基础知识- Matlab简介与安装- Matlab界面与基本操作- Matlab编程规范与技巧2. 数据类型和运算符- 基本数据类型：数值、字符串、逻辑等- 运算符：算术、关系、逻辑运算符3. 程序控制结构- 顺序结构- 选择结构：if-else-end- 循环结构：for、while循环4. 函数与脚本- 函数的定义与调用- 输入输出参数的使用- 脚本文件的编写与执行5. 数据处理与分析- 数组与矩阵操作- 数据可视化：绘图函数与图形美化- 数据分析：统计、插值、拟合等6. 模型仿真与优化- 模型建立与仿真- 参数优化与模型求解- 应用案例：物理、生物、经济等领域7. 综合应用与项目实践- 综合案例：结合实际问题的Matlab程序设计- 项目实践：团队协作完成指定项目，提高编程能力教学内容安排与进度：共安排16个课时，按照以下进度进行教学：1-4课时：Matlab基础知识与基本操作5-8课时：数据类型、运算符和程序控制结构9-12课时：函数与脚本、数据处理与分析13-16课时：模型仿真与优化、综合应用与项目实践教学内容与教材关联性：以上教学内容与教材章节相对应，涵盖了Matlab编程的主要知识点，旨在帮助学生系统地掌握Matlab编程技能。
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MATLAB程序设计
MATLAB程序设计
简介
MATLAB是一种用于数学计算、数据分析和可视化的高级编程语言和环境。
它在科学、工程和其他领域中被广泛应用，让用户能够快速开发各种应用程序和算法。
本文将介绍MATLAB程序设计的基本知识和技巧，帮助读者快速上手并编写高效的程序。
基本语法
MATLAB的基本语法与其他编程语言类似，包括变量定义、运算符、控制流程等。
以下是一些常用的基本语法：
变量定义
MATLAB中的变量不需要预先声明类型，直接使用即可。
变量名是大小写敏感的，并且不能使用保留字作为变量名。
matlab
x = 5;
y = 'Hello MATLAB!';
z = [1 2 3 4 5];
运算符
与其他编程语言一样，MATLAB支持各种数学运算符和逻辑运算符，可以进行加减乘除、比较和逻辑操作等。
matlab
a = 5 + 3;
b = 7 2;
c = (a > b) && (b < 10);
控制流程
MATLAB提供了各种控制流程语句，如条件语句、循环语句等，可以根据条件执行不同的操作。
matlab
if x > 0
disp('x is positive');
elseif x < 0
disp('x is negative');
else
disp('x is zero');
end
for i = 1:5
disp(i);
end
while x < 10
x = x + 1;
end
函数定义和调用
函数是MATLAB程序设计的重要组成部分，可以封装一些常用的操作和算法，并在需要时调用。
以下是函数的定义和调用示例：matlab
function result = add(a, b)
result = a + b;
end
x = 3;
y = 4;
z = add(x, y);
数据处理和可视化
MATLAB提供了丰富的数据处理和可视化工具，可以帮助用户对数据进行分析和展示。
以下是一些常用的数据处理和可视化操作示例：
加载和保存数据
MATLAB可以轻松加载和保存各种数据格式，如文本文件、Excel文件和Mat文件等。
matlab
data = load('data.txt');
save('result.mat', 'data');
统计分析
MATLAB提供了丰富的统计函数，可以进行各种统计分析操作，如求平均值、标准差、相关系数等。
matlab
mean_value = mean(data);
std_value = std(data);
corr_matrix = corrcoef(data);
MATLAB的图形绘制功能强大，可以绘制各种类型的图形，如曲线图、散点图、柱状图等。
matlab
x = 1:10;
y = sin(x);
plot(x, y);
xlabel('X');
ylabel('Y');
title('Sin Curve');
资源和帮助
如果您对MATLAB程序设计有兴趣，可以访问MATLAB官方网站或参考相关书籍和教程，获取更多详细的文档和帮助信息。
- [MATLAB官方网站]()
- [MATLAB在线文档]()
- [MATLAB教程]()
结论
MATLAB是一种功能强大的编程语言和环境，适用于各种数学计
算和数据分析任务。
本文介绍了MATLAB程序设计的基本知识和技巧，包括基本语法、函数定义和调用、数据处理和可视化等。
希望读者
可以通过本文快速上手MATLAB，并能编写出高效的程序。