实验5 Matlab程序设计1

实验五第3章MATLAB程序设计第二节程序控制结构程序控制结构有三种：顺序结构、旋择结构、循环结构.任何复杂的程序都可以由这三种基本结构构成.Matlab提供了实现控制结构的语句，利用这些语句可以编写解决实际问题的程序.一、顺序结构顺序结构是指按照程序中语句的排列顺序从上到下依次执行，直到程序的最后一个语句如例1的qiu文件和例2的dd1文件.这是最简单的一种程序结构.一般涉及数据的输入、计算或处理、数据的输出等内容.1. 数据的输入通过input命令来接收从终端输入的内容，它也可以显示文本和提示.命令集14 输入命令input(out ,in)在屏幕上显示出字符串out的文本并等待终端的输入.如果变量in是's'，则输入的内容以字符串的形式进行保存，通常MATL AB在保存前要尽可能地求出表达式的值.如果使用格式控制符号如'\n'，字符串out可以是若干行.2. 数据的输出可以通过简单地输入变量的名字来显示数字矩阵或者字符串向量的内容，结果将显示出变量的名字和内容.另一种显示变量的值就是使用命令disp.使用它只显示出变量的内容，这是有用的，特别是在字符串的应用中.命令集15显示命令disp(A)显示矩阵A的内容，如果A是字符串，则显示出它的文本.二、循环结构循环结构是按照给定的条件，重复执行指定的语句.Matlab用于实现循环结构的语句有for — end语句和while — end语句.1．for —end语句for-end语句的格式为：for 循环变量=表达式1 : 表达式2 : 表达式3循环体语句end其中表达式1的值为循环变量的初值，表达式2的值为步长，表达式3的值为循环变量的终值.步长为1时，表达式2可以省略.循环语句应用时应注意：● 循环语句可以嵌套使用；● 不能在 for — end 循环体内改变循环变量的值； ● 为了提高代码的运行效率，应尽可能提高代码的向量化程度，避免 for — end 循环的使用，如例8；● 如果预先就知道循环的次数，则可以采用 for — end 循环；否则，如果预先无法确定循环的次数，则可以使用 while — end 循环.2. while — end 循环while-end 语句的一般格式为：while (条件) 循环体语句 end 其执行过程为：若条件成立，则执行循环体语句，执行后再判断条件是否成立，如果不成立则跳出循环.■例1 使用while-end 结构计算1+2+3+…+100 . 解：■例2 计算 Matlab 中 eps 值 (exp1.m) 解：s=0;for i=1:100 s=s+i; end ss=0; i=1;while i<=100 s=s+i; i=i+1; end snum=0; EPS=1; while (1+EPS)>1 EPS=EPS/2; num=num+1; endEPS,num三、选择结构选择结构是根据给定的条件成立或不成立，分别执行不同的语句.Matlab 用于实现选择结构的语句有条件语句：if –end 和 开关语句：switch-end .1．单分支结构 if —end 语句 2．双分支结构 if —else —end 语句 if-end 语句的格式为： if-else-end 语句的格式为：3．多分支结构 if — elseif — else — end 语句 if — elseif — else — end 语句的格式为：if 条件表达式 语句组 endif 条件表达式 语句组1 else语句组2 endif 条件表达式1 语句组1 elseif 条件表达式 2 语句组2 ... ...elseif 条件表达式 m 语句组m else 语句组end■例3求函数1;00;1;x y x x -<⎧⎪= =0⎨⎪ >⎩ ，输入x 值，输出y 值.解：■例4一个三位整数各位数字的立方和等于该数本身则称该数为水仙花数.输出全部水仙花数.解：程序如下运行结果：153 370 371 407function y=fuhao(x) if x<0 y=-1; elseif x==0 y=0; else y=1; endA=[];for m=100:999m1=fix(m/100); %求m 的百位数字 m2=rem(fix(m/10),10); %求m 的十位数字 m3=rem(m,10); %求m 的个位数字 if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3 A=[A,m];endend disp(A)4. switch-end 语句根据表达式的不同取值，分别执行不同的语句.其格式如下：■关于 switch-end 语句的几点注解：● Matlab 首先计算表达式的值，然后将它依次与各个case 指令后的检测值进行比较，当比较结果为真时，就执行相应的语句组，然后跳出 switch-end 结构● 如果所有的比较结果都为假，则执行 otherwise 后面的语句组，然后跳出 switch-end 结构 ● otherwise 指令可以不出现● switch 后面的表达式的值可以是一个标量或字符串 ● case 指令后的检测值超过一个时，应用｛｝括起来switch 表达式 case 值1 语句组1 case 值2 语句组2 ... ... case 值m 语句组m otherwise 语句组n end■例5 阅读程序method=input('请输入方法名：')switch methodcase {'linear','bilinear'}disp('Method is linear')case 'cubic'disp('Method is cubic')case 'nearest'disp('Method is nearest')otherwisedisp('Unknown method.')end■例6用switch-end语句编一程序，对于给定的一个百分制成绩，输出相应的五分制成绩，设：90分以上为…A‟, 80～89分为…B‟，70～79分为…C‟，60～69分为…D‟，60分以下为…E‟.function sctole(score)grade=fix(score/10);switch gradecase {10,9}grade='A'case 8grade='B'case 7grade='C'case 6grade='D'otherwisegrade='E'end四、其他流程控制语句●break语句●continue语句●return语句●try语句●echo命令●keyboard命令●pause命令1.break和continue语句与循环结构相关的语句还有break语句和continue语句.它们一般与if语句配合使用.break语句用于终止循环的执行.当在循环体内执行到该语句时，程序将跳出循环，继续执行循环语句后的下一语句.continue语句控制跳过循环体中的某些语句.当在循环体内执行到该语句时，程序将跳过循环体中所有剩下的语句，继续下一次循环. ■例7求[100，200]之间第一个能被21整除的整数.for n=100:200if rem(n,21)~=0continueendbreakendn for n=100:200if rem(n,21)==0breakendendn2.try语句语句格式为：try语句组1catch语句组2endtry语句先试探性执行语句组1，如果语句组1在执行过程中出现错误，则将错误信息赋给保留的lasterr变量，并转去执行语句组2.这种试探性执行语句是其他高级语言所没有的.■例8矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则会出错.先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转去求两矩阵的点乘.function C=rc(A,B)%A,B为矩阵tryC=A*B;catchC=A.*B;endlasterr %显示出错原因3.请求键盘输入命令keyboard暂停运行程序并处于等待键盘输入状态（便于调试及程序运行中修改变量），键入“return”程序继续运行.如运行如下：4. echo 命令（在命令窗口，程序调用前使用）一般情况下，M 文件执行时，文件中的命令不会显示在命令窗口.echo 命令可使文件命令在执行时可见.这对程序的调试及演示很有用.对命令文件和函数文件，echo 的作用稍微有些不同.●对命令文件，其格式如下：echo on 打开命令文件的回应命令 echo off 关闭回应命令●对函数文件，其格式如下：echo file on 使指定的file 文件的命令在执行中被显示出来 echo file off 关闭指定文件的命令在执行中的回应function y=f(x) keyboardy=(5*x-6)/((x-3)*(x-3)+2);>> f K>> x=4; K>> return ans = 4.6667>> y=f(4) K>> return y = 4.6667。

实验一a=[1,2,3;4,5,6;7,8,9] b= repmat(a,2,2)B（24）=9实验二1、使用matlab命令统计randn(5)生成的矩阵里，有多少个元素小于0，将小于0元素个数存变量c中并将这些小于零元素存变量d中。

（实验报告要求：写出命令）a=randn(5)b=find(a<0);c=length(find(a<0))d=a(b)2、建立一个字符数组，内容如下所示：（实验报告要求：写出命令）A B C DE F G Ha b c da=['A B C D''E F G H''a b c d']3、已知有一个矩阵A（假如不知道其具体信息），请计算其元素个数（请先用实际矩阵来验证计算方法是否正确）。

（实验报告要求：写出正确计算方法的命令）A=randn(3,4)B=numel(A)4、已知有一个元胞数组B=[{ones(2,3,2)},{'Hello, Matlab'};{[4 5 6]},{1:100}]，想获取字符串'Matlab'，应输入什么命令？（实验报告要求：写出命令）f=B{1,2}(7:end)5、要从上题所建元胞数组B中获取列向量[4;5;6]，可以有哪几种方法？（实验报告要求：写出命令及结果）方法1: i=B{2,1}(:)方法2: j=reshape(B{2,1},3,1)6、已知有两个学生的信息如下，请在matlab中创建结构对其进行存储，并算=['姓名''张三''李四']student.shuxue=[8778]student.yuwen=[7581 ]student.yingyu=[5560]实验三实验四：二维绘图（1）在同一个窗体(figure1)中画出正弦函数和余弦函数的图象。

要求如下：◆正弦图象用蓝色实线，时标用方格；◆余弦图象用黄色虚线，时标选向下三角形；◆为整个图像加中文标题；◆为x和y轴加轴标题；◆改x轴的单位为pi/2的倍数；◆增加图例；◆在图中合适的位置增加“正弦曲线”和“余弦曲线”两处文本信息。

实验五：循环结构程序设计实验报告一、实验目的1. 了解循环结构的基本概念和原理；2. 掌握使用Matlab进行循环结构程序设计的方法；3. 提高编程能力和问题解决能力。

二、实验内容1. 学习while循环和for循环的基本语法和用法；2. 设计并编写一些基于循环结构的Matlab程序；3. 分析程序运行结果并进行总结。

三、实验原理循环结构是程序设计中的重要组成部分，它可以让一段代码重复执行多次，从而简化程序的编写。

在Matlab中，循环结构主要有while 循环和for循环两种形式。

while循环在执行循环体前判断条件是否为真，只有条件为真时才会执行循环体；for循环则是指定循环的次数，每次迭代时执行一次循环体。

四、实验步骤与结果1. 编写一个使用while循环的程序，实现1~100的累加。

程序代码如下：```matlabsum = 0;i = 1;while i <= 100sum = sum + i;i = i + 1;enddisp(sum);```运行程序后，得到的结果为5050。

2. 编写一个使用for循环的程序，实现1~10的阶乘。

程序代码如下：```matlabresult = 1;for i = 1:10result = result * i;enddisp(result);```运行程序后，得到的结果为xxx。

五、实验总结通过本次实验，我深刻理解了循环结构的基本概念和原理，掌握了使用Matlab进行循环结构程序设计的方法。

在编写循环程序的过程中，我发现循环结构可以大大简化程序的编写，并且能够高效地处理重复性任务。

我也进一步提高了自己的编程能力和问题解决能力。

本次实验使我对Matlab中的循环结构有了更加深入的了解，我相信这对我的编程能力和日后的学习工作都将大有裨益。

六、实验感想和改进意见通过本次实验，我深刻认识到循环结构在程序设计中的重要性和灵活性。

循环结构能够帮助我们简化程序的编写，提高代码的重用性和可读性，因此在实际的程序设计中，合理地运用循环结构能够大大提高程序的效率和逻辑清晰度。

MATLAB实验一：MATLAB语言基本概念实验实验目的：1. 熟悉MATLAB语言及使用环境；2.掌握MATLAB的常用命令；3．掌握MATLAB的工作空间的使用；4.掌握MATLAB的获得帮助的途径。

5.掌握科学计算的有关方法，熟悉MATLAB语言及其在科学计算中的运用；6.掌握MATLAB的命令运行方式和M文件运行方式；7.掌握矩阵在MATLAB中的运用。

实验方案分析及设计：本次实验主要目的是了解MATLAB的使用环境，以及常用的一些命令的使用；了解矩阵在MATLAB实验中的具体运用，以及相关的一些符号命令的使用。

实验器材：电脑一台，MATLAB软件实验步骤：打开MATLAB程序，将实验内容中的题目依次输入MATLAB中，运行得到并记录结果，最后再对所得结果进行验证。

实验内容及要求：1．熟悉MATLAB的菜单和快捷键的功能2．熟悉MATLAB的命令窗口的使用3．熟悉常用指令的使用format clc clear help lookfor who whos 4．熟悉命令历史窗口的使用5. 熟悉MATLAB工作空间的功能将工作空间中的变量保存为M文件，并提取该文件中的变量6.熟悉MATLAB获取帮助的途径将所有plot开头的函数列出来，并详细给出plotfis函数的使用方法1. 输入 A=[7 1 5;2 5 6;3 1 5]，B=[1 1 1; 2 2 2;3 3 3]，在命令窗口中执行下列表达式，掌握其含义：A(2, 3) A(:,2) A(3,:) A(:,1:2:3)A(:,3).*B(:,2) A(:,3)*B(2,:) A*BA.*BA^2 A.^2 B/A B./AA=[7 1 5;2 5 6;3 1 5]7 1 52 5 63 1 5>> B=[1 1 1; 2 2 2;3 3 3]1 1 12 2 23 3 3>> A(2, 3)6>> A(:,2)151>> A(3,:)3 1 5>> A(:,1:2:3)7 52 63 5>> A(:,3).*B(:,2)51215>> A(:,3)*B(2,:)10 10 1012 12 1210 10 10>> A*B24 24 2430 30 3020 20 20>> A.*B7 1 54 10 129 3 15>> A^266 17 6642 33 7038 13 46>> A.^249 1 254 25 369 1 25>> B/A0.1842 0.2105 -0.23680.3684 0.4211 -0.47370.5526 0.6316 -0.7105>> B./A0.1429 1.0000 0.20001.0000 0.4000 0.33331.0000 3.0000 0.60002．输入 C=1:2:20，则 C （i ）表示什么？其中 i=1,2,3, (10)1到19差为2，i 代表公差3. 试用 help 命令理解下面程序各指令的含义：cleart =0:0.001:2*pi;subplot(2,2,1);polar(t, 1+cos(t))subplot(2,2,2);plot(cos(t).^3,sin(t).^3)subplot(2,2,3);polar(t,abs(sin(t).*cos(t)))subplot(2,2,4);polar(t,(cos(2*t)).^0.5)4计算矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡897473535与⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡638976242之和。

MATLAB程序设计实验指导书MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。

作为强大的科学计算平台，它几乎能满足所有的计算需求。

在美国及其他发达国家的理工科院校里，MATLAB已经作为一门必修的课程；在科研院所、大型公司或企业的工程计算部门，MATLAB也是最普遍的计算工具之一。

有鉴于此，我院开设了《MATLAB程序设计》这门课程，它需要一定的理论基础，同时又具有很强的实践性。

如何加强理论课程的学习、加深学生对本课程中的基本理论知识及基本方法的理解，如何培养学生实践动手能力是教学的当务之急。

而MATLAB程序设计实验课程就是一种重要的教学手段和途径。

实验将MATLAB程序设计的基本方法灵活地运用在数学、电路等课程中，重点突出，内容丰富。

同时，注重理论分析与实际动手相结合，以理论指导实践，以实践验证基本原理，旨在提高学生分析问题、解决问题的能力及动手能力，使学生进一步巩固基本理论知识，建立比较全面的MATLAB程序设计的概念。

实验注意事项1、实验系统接通电源前请确保电源插座接地良好。

2、完成实验后请确保关闭电脑电源及插座电源。

实验一 矩阵及其运算一、实验目的1、熟悉MATLAB 工作环境2、掌握矩阵和数组的创建、寻访和运算 二、实验内容验证欧姆定律：iur ，其中i u r , ,分别是电阻（欧姆）、电压（伏特）、电流（安培）。

已知u=[0.89, 1.20, 3.09, 4.27, 3.62, 7.71, 8.99, 7.92, 9.70, 10.41]，i=[0.028, 0.040, 0.100, 0.145, 0.118, 0.258, 0.299, 0.257, 0.308, 0.345]。

三、实验器材PC 机 （装有 MA TLAB 软件 ） 1台 四、实验原理 4.1 Desktop 简介MATLAB R2006a 版的Desktop 操作桌面，是一个高度集成的MATLAB 工作界面。

实验项目及学时安排实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时实验二 MATLAB数值计算实验 2学时实验三 MATLAB数组应用实验 2学时实验四 MATLAB符号计算实验 2学时实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1．熟悉MATLAB开发环境2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本知识1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下：（1）变量名可以由英语字母、数字和下划线组成（2）变量名应以英文字母开头（3）长度不大于31个（4）区分大小写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量，列于下表。

MATLAB运算符，通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式5.MATLAB的基本运算表7 两种运算指令形式和实质涵的异同表6.MATLAB的常用函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、实验容1、学习使用help命令，例如在命令窗口输入help eye，然后根据帮助说明，学习使用指令eye（其它不会用的指令，依照此方法类推）2、学习使用clc、clear，观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。

3、初步程序的编写练习，新建M-file，保存（自己设定文件名，例如exerc1、exerc2、 exerc3……），学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。

本次实验注意：《实验五MALTAB基础知识（简单）》《实验五基于Matlab的信号频谱分析（复杂）》选作一个即可实验五MALTAB基础知识（一）实验目的 (2)（二）实验设备 (2)（三）实验要求 (2)（四）实验内容 (2)1.1 MATLAB基础知识 (2)1.1.1 MATLAB程序设计语言简介 (2)1.1.2 MA TLAB界面及帮助 (2)1.2 MA TLAB基本运算 (4)1.2.1 MA TLAB内部特殊变量和常数 (4)1.2.2 变量类型 (4)1.2.3 内存变量管理 (5)1.2.4 MA TLAB常用数学函数 (5)1.2.5 MA TLAB矩阵生成 (5)1.2.6 MA TLAB矩阵运算 (8)1.2.7 MA TLAB中的矩阵分析 (10)1.3 MA TLAB程序设计 (10)1.3.1 M文件 (10)1.3.2 程序控制结构 (12)实验五MALTAB基础知识（一）实验目的●了解MA TLAB 程序设计语言的基本特点，熟悉MA TLAB软件运行环境●掌握创建、保存、打开m文件及函数的方法●掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机模型并进行处理的能力（二）实验设备计算机，Matlab软件（三）实验要求本实验属于验证实验，请根据（四）实验内容的步骤，运行相应的指令或例子，并将仿真结果截图至文档（请自己新建一个word文档，注意，并不一定所有指令或例子的实验结果都要截图，截图数目大于等于5个即可，自己选择性截图，答案不唯一，自由发挥）请在页眉处填写班级、学号、姓名，并将实验报告命名为“实验五_学号_姓名”，并通过FTP上传至指定文件夹。

（四）实验内容1.1 MATLAB基础知识1.1.1 MATLAB程序设计语言简介MA TLAB，Matrix Laboratory的缩写，是由MathWorks公司开发的一套用于科学工程计算的可视化高性能语言，具有强大的矩阵运算能力。

2015秋2013级《MATLAB程序设计》实验报告实验一班级：软件131 姓名：付云雷学号：132872一、实验目的：1、了解MATLAB程序设计的开发环境，熟悉命令窗口、工作区窗口、历史命令等窗口的使用。

2、掌握MATLAB常用命令的使用。

3、掌握MATLAB帮助系统的使用。

4、熟悉利用MATLAB进行简单数学计算以及绘图的操作方法。

二、实验内容：1、启动MATLAB软件，熟悉MATLAB的基本工作桌面，了解各个窗口的功能与使用。

图1 MATLAB工作桌面2、MATLAB的常用命令与系统帮助:(1)系统帮助help：用来查询已知命令的用法。

例如已知inv是用来计算逆矩阵，键入help inv即可得知有关inv命令的用法。

lookfor：用来寻找未知的命令。

例如要寻找计算反矩阵的命令，可键入lookfor inverse，MATLAB即会列出所有和关键字inverse相关的指令。

找到所需的命令後，即可用help进一步找出其用法。

(2)数据显示格式:常用命令：说明format short 显示小数点后4位（缺省值）format long 显示15位format bank 显示小数点后2位format + 显示+，-，0format short e 5位科学记数法format long e 15位科学记数法format rat 最接近的有理数显示(3)命令行编辑：键盘上的各种箭头和控制键提供了命令的重调、编辑功能。

具体用法如下：↑----重调前一行（可重复使用调用更早的）↓----重调后一行→----前移一字符←----后移一字符home----前移到行首end----移动到行末esc----清除一行del----清除当前字符backspace----清除前一字符(4)MATLAB工作区常用命令：who--------显示当前工作区中所有用户变量名whos--------显示当前工作区中所有用户变量名及大小、字节数和类型disp(x) -----显示变量X的内容clear -----清除工作区中用户定义的所有变量save文件名-----保存工作区中用户定义的所有变量到指定文件中load文件名-----载入指定文件中的数据3、在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace的变化，记录运算结果。