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MATLAB02:结构化编程和函数定义
- 结构化编程
- 流程控制语句和逻辑运算符
- 流程控制语句示例
- 使用循环语句应尽量预先分配内存空间
- 编写脚本时应注意的问题
- 在脚本开头应添加语句清空工作区
- 在运算和赋值语句后应添加分号`;`抑制输出
- 使用省略号`…`拼接多行语句
- 流程控制语句和逻辑运算符
- 函数
- 查看内置函数
- 以`函数名.m`文件形式定义函数
- MATLAB内置的函数参数
- MATLAB函数定义示例1
- MATLAB函数定义示例2
- 以函数句柄形式定义函数
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结构化编程
流程控制语句和逻辑运算符
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.
流程控制语句示例
下面演示各流程控制语句:
使用循环语句应尽量预先分配内存空间
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:
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.
编写脚本时应注意的问题
在脚本开头应添加语句清空工作区
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:
代码语言：javascript复制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在运算和赋值语句后应添加分号;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.
使用省略号...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);函数
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.
查看内置函数
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:
以函数名.m文件形式定义函数
在MATLAB文件中定义函数的格式如下:
代码语言：javascript复制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).
MATLAB内置的函数参数
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 |
MATLAB不提供其他高级语言的指定默认参数值以及函数重载等语法,但灵活使用上述内置的函数参数,可以在一定程度上实现指定默认参数值以及方法重载:
代码语言：javascript复制function [volume]=pillar(Do,Di,height)
if nargin==2,
height=1;
end
volume=abs(Do.^2-Di.^2).*height*pi/4;MATLAB函数定义示例1
下面程序用来计算自由落体运动中位移量: x = x 0 v 0 t 1 2 g t 2 x = x_0 v_0 t frac{1}{2} g t^2 x=x0 v0t 21gt2
代码语言：javascript复制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]MATLAB函数定义示例2
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.
代码语言：javascript复制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:
代码语言：javascript复制函数句柄 = @(输入变量) 输出变量 可以直接通过函数句柄调用该方法.
代码语言：javascript复制f = @(x) exp(-2*x);
x = 0:0.1:2;
plot(x, f(x));pdf版本笔记的下载地址: MATLAB02_结构化编程和函数定义（访问密码：3834）
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