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1、第二讲 Matlab编程与作图第一部分 Matlab程序设计初步Matlab除了指令行操作的直接交互外，作为一种高级应用软件还提供了自己的编程语言。通过编写Matlab程序，可以更加方便地调用Matlab提供的各种功能强大的函数库，使得程序能完成复杂的运算处理大量的数值数据。1、M文件简介Matlab提供了丰富的编程语言，使得用户可以将一连串的命令写入文件，然后使用简单的函数来执行这些命令。文件被保存为文本文件，后缀为.m，比如说dblquad.m，因此Matlab的程序通常被称为M文件。M文件是一个文本文件，可以使用各种文本编辑器对它进行编辑和修改，比如Windows操作系统自带的记事本，也
2、可以用Matlab内建的M文件编辑器。M文件分为两类，一类称为脚本（Scripts），类似于批处理文件，相当于将在Matlab命令窗口中执行的一系列指令放在一个文件中，当在命令窗口调用该文件名时，则按顺序执行其中的命令集。例：编写求10！的程序。另一类M文件称为函数（Function），它可以接受输入变量，并将运算结果送至输出变量，类似于数学中的函数y=f(x)。函数M文件的基本结构：function f=fact(n) 函数定义行%Compute a factorial value. %FACT(N) returns the factorial of N, 帮助文档%usually deno
3、ted by N!%Put simply,FACT(N) is PROD(1:N), 注释f=prod(1:n); 函数体2、运算符关系运算符：, , =, = =, =逻辑运算符：与（&），或（|），非（）例：编写分段函数%myfun1.mfunction y=myfun1(x)y=(x.2).*(x1)+(x-1& x=1)+(3+2*x).*(x=-1);注意：1.函数名与变量名的命名法则相同，要求以字母开头，后接字母或下划线；2.函数名与保存的文件名最好一致。3、控制流所有的计算机编程语言都提供了控制程序流执行程序的语法，Matlab也不例外。所有的控制流语法都以end 结尾。for
4、循环语句语法：for 循环变量=数组 指令组； end解释：对于循环变量依次取数组中的值，循环执行指令组直到循环变量遍历数组。数组最常用的形式是初值：步长：终值。例：构造Hibert矩阵while 循环 语法：while 条件式 指令组； end解释：当条件式满足，循环执行指令组直到条件式不满足。使用while 语句要注意避免出现死循环。例：利用迭代公式求近似值，要求误差不超过指定精度。Sqrt.m分支语句语法：if 条件表达式1 指令组1； elseif 条件表达式2 指令组2； else 指令组k; end解释：如果条件表达式1满足，则执行指令组1，且结束该语句；否则检查条件表达式2，若满
5、足则执行指令组2，且结束该语句；若所有的条件都不满足，则执行指令组k，并结束该语句。例：用条件语句编写分段函数 myfun2.m开关语句语法：switch 分支变量 case 值1 指令组1； case 值2 指令组2； otherwise 指令组k; end解释:若分支变量的值取值1，则执行指令组1，且结束该语句，若分支变量的值取值2，则执行指令组2，且结束该语句，若分支变量不取所列出的值，则执行指令组k。例：关于switch 和input 的用法。useswitch.m其它常用指令 input指令 提示用户从键盘输入数值、字符串或表达式，并接收该输入，语法为：user_entry=inpu
6、t(message)user_entry=input(message,s) pause 指令 使程序运行暂停，语法为pause:暂停执行程序，等待用户按任意键继续。pause(n):使程序暂停n秒后继续执行。例：for n=1:4x=-1:0.1:1;y=x.n;plot(x,y)pauseend return 指令 结束return 指令所在函数的执行，返回到主调函数或者命令窗口。 break 指令 中断执行，用在循环语句内表示跳出循环。 error（message） 显示出错信息，终止程序执行。例：编写用区间迭代法求函数零点的程序。intfzero.m4、其它一些有用的函数 fcnchk
7、函数验证函数 f=fcnchk(fun),fun可以是由字符串表示的函数表达式，（这时返回一个inline函数），也可以是函数句柄，或是函数名字符串。 f=fcnchk(fun，vectorized),生成向量化函数，例如用.*代替*举例 将intfzero.m 文件中的语句 f=inline(fun);换成f=fcnchk(fun); nargin ,nargout 函数中输入参数或输出参数的个数。 % 注释语句 find 寻找数组中非零元素对应的下标。S=find(A),I,J=find(A)例：重编上面的分段函数 myfun3.m 取整函数 round(x),ceil(x),floor(
8、x),fix(x)第二部分 Matlab作图1、曲线图 plot(x,y) 作出以数据(x(i),y(i)为节点的折线图，其中x,y为同维数的向量。 plot(x,y,s) 其中s是由颜色、标记、线型参数组成的字符串颜色 标记 线型b blue . point - solidg green o circle : dottedr red x x-mark -. dashdot c cyan + plus - dashed m magenta * star (none) no liney yellow s squarek black d diamondw white v triangle (dow
9、n) triangle (up) triangle (right) p pentagram h hexagram plot(x1,y1,s1,x2,y2.s2,) 在同一个坐标系中作出由向量对(x1,y1),(x2,y2),为节点的折线。例：在同一坐标系中作出函数和在区间-1,2上的图形。 hold on (off) 保持（释放）图形窗口 polar(theta,rho) 作以（theta,rho）为坐标的极坐标图形，theta,rho为同维数的向量例：作出四叶玫瑰线的图形。 fplot(fun,a,b) 作出函数fun 在区间a,b上的图形。 plot3(x,y,z) 作空间曲线的图形，x,
10、y,z为同维向量。例：作出曲线的图形。 subplot(m,n,k) 将图形窗口分成个子图形窗口，将当前操作定位在第k个子图形窗口。2、曲面图X,Y=meshgrid(x,y) 生成以数组x,y为坐标的网格矩阵mesh(X,Y,Z) 绘制网面图，X、Y、Z是同维矩阵surf(X,Y,Z) 绘制曲面图，与mesh 用法类似。例：作出曲面在上的图形 ezmesh(fun) 轻松绘出二元函数fun 的曲面图（easy to use mesh） 绘图区域为 ezmesh(fun,xmin,xmax,ymin,ymax) 在指定区域绘图 ezmesh(fun,circ) 绘图区域为圆域上机练习1、设x
11、为一个长度为n 的数组，编程求下列均值和标准差2、求满足的最小m值。3、用循环语句形成Fibonacci数列，并验证极限。（提示：计算至两边误差小于精度）4、分别用for 和while 循环结构编写程序，求出。并考虑一种避免循环语句的程序设计，比较不同算法的运行时间。5、求出所有的“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如，153是一个“水仙花数”，因为。6、假定某天的气温变化记录如下表，试作图描述这一天的气温变化规律。时刻t(h)0123456789101112温度T()15141414141516182022232528时刻t(h)131415161718192021222324温度T()3132312927252422201817167、作出下列函数图像曲线 （要求分别使用plot 或fplot 完成）椭圆抛物面曲面空间曲线半球面三条曲线合成图8、作下列分段函数图 9、用MATLAB函数表示下列函数，并作图
第二讲 Matlab编程与作图
