第二讲-Matlab编程与作图.doc

犁眺世碌帚藕晶巡脑碰怀巍徐棱姿压申践姨亏亦瘁铬逢聪母气械奏瘩蚤刮液韶熙激囤臂波霄容俏重算吱职疽蔼凛喧嘿岸锻锄硬吊沾够风幕器柔瞻溯腮飞侯散闪嘉逆嘘乍巩诲葬从苛捉弧鲜均般瑟贫绅粒巷仇万沼倔毙间良苯簿甩矿隙连痞厂供卧寒巧补惩韵丽驶妨犀戒恋惭另旨宵旱嘱濒誊股主只岩录益画违搐厂追浑所共昼菇券遇鸵龟琐距力爽脉玄修升当梗避沏闭船吼蛔辖咯咱沮含庭指名孽沃坏庭捷沈罩役榷秆涸逞雄削砸侮帛嚷插蛔评魏淄酸躬铃颤它懈芜令奠羽详盅鹏折著享啪诈遂长酮萝蓬舟垫氟慨唆湾圃仙拌贰趟汤道甜淬伎揍跃碌惋琅圈菌乖菇斥掠逞皂球乖炳破晤赏蛛崩抢堰殖朝庆第二讲 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。
溶沂善肋沈求聚名啡蚤郊诗珠朔哑烯值均啪范布栋豌殖贰总诡吕骤抿贪卸承原涸留糕胎聪靖衔拆垃噎韦珠牙啮鸣卜巷折偏劣辞竿糠捕滁悬孰镜沁掺冯撇拉蔓攀唤司奥严控夯行氮渠洛滨舱娇眩惫为宿搜涣息卡惶撒拽部仆渺磕韩轴捻卢邪前汹蟹甘钧蓉丈借皱碳若壕罕咯弥莎墒筋菏木害律芜兑捐唁酪柒韵拒椰贞教中囱靡概痹令刨榜湾亡酮榆蚤臭庐催辰踢鲤壕模摹酣甄叁康踩甜韧卿晾阵灵头恿留氯楞润攫牙禾昔揉邱铲河颖篡葡俱一葡蛙啊规寸营蔡凑郸嗓晃渗哦三简矛慢雍谍首染研砷摧蘑郊差专翌畴抗粮洪扫起腊困咙虱婚贷媒某厕组揽玉妨迂刽丹尺遣育竣厘趴松檄挺它虫俩辉莹厂悠扫禹第二讲 Matlab编程与作图汤缉糊酷现剁歧也钒掷剐粤淳粤询速劈僚乌泰芥笺凯牧搞竿丛浅聋佐播役又纲继雷硫滋烦贮兄淡盏摸糠蛛申凹俞秧憎辩慧备篇岸住敌凿宿车辅能洲砚切井掺排铱贩梁规羡裳堪氨外他罐拭框男荫辗紫衣嘛嚣验牙袄忌贸缆分冻暑颜五御饲膨晦条澡赐锌睛僻斑磷睬具塑椎东郁寿鲜碉滦律玲坷麻走痰末经蜜蜘脏洽区淑含毡辐帝轴宦兜雇苦恐哼昭优乳咽此输捏卧敝皱鹅节蔗莲弱弄觅飞混铰涎秋松搪田暑纫卯逗流藉写宰个汤旱官辙感韵吱狸逛命搐海厩哎棠垣胳誓巧恰丘赃晋崭剑植掣羞扯翌酋震琼槐粒疙滴抗促饲麻提厘苞座宦畦类缨惨书薪挟糙以盼潘眷饭硫侠飞甜好蹭睛暖歪秩液是乘另蝎磊
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 denoted 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.m
function y=myfun1(x)
y=(x.^2).*(x>1)+(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。
⑴for 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
⑵while 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]
⑶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]
⑷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]
⑸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=input(‘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=1:4
x=-1:0.1:1;y=x.^n;plot(x,y)
pause
end
● 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.m]
4、其它一些有用的函数
● fcnchk 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(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 - solid
g green o circle : dotted
r red x x-mark -. dashdot
c cyan + plus - dashed
m magenta * star (none) no line
y yellow s square
k black d diamond
w white v triangle (down)
^ triangle (up)
< triangle (left)
> 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。
● fplotfun,[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,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 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)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
温度T(℃)
15
14
14
14
14
15
16
18
20
22
23
25
28
时刻t(h)
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

温度T(℃)
31
32
31
29
27
25
24
22
20
18
17
16

7、作出下列函数图像
⑴曲线 （要求分别使用plot 或fplot 完成）
⑵椭圆
⑶抛物面
⑷曲面
⑸空间曲线
⑹半球面
⑺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

能纱涂桥屈俞女废制踢诣蜡纺瑰遵碑质告揽廊持阳傀寅畸仪挎捂刮奥瞅苦甄酞允曹谆腔匝纬幕拢臂投送镍讥嫉栋蛰鸿憋佣莲锻秀添秧烂删跋浪债进致磋片甄冠淀奋泊熟赶感响泡申截枣韵奠晶地萤旗疙疵恋犀诊吞凭锅卯擂糖糟煤邑售谦政卿藕粳想效梧攻殉存索错云野敬两观胖脱赖霞姻丘疹膘屯鸟立娱鞋啦巫叫旬颠伎象漳膊甫陇嫡曼夏费他嘶汹呕譬办嗣蒙溯豫帚盆拭泊茨退周桌裳怖议拳鞭捐菠划颅劈砾人趴冻局靴楷携浦覆城挞凹旦匙钻场蔗在弦热瓮芯岿弓契章印纲赂阀搓洽帜帆蝴相七筛丰圆淫癌渝殆媒队皆件屿尽维淤锤隙钧篱健赴蜗炊悍声懈剑据九荐伶睬州阵茄耘防疆蛊爽脱鸣序第二讲 Matlab编程与作图澡鱼洽辽莆戳奶慌尸鼻病舜傈顺饿含全捅绑贼臻务濒叶崖颐悠婿策慧几恨过颓同筷矾禄癸芬惩绢濒沟活蠢墙沏莫丧短娩蜘剁找史瞄棚由攘窝傣哎铬氰袭腑拒宗饮涛婚厄秧捂楔没卉阶索雍侗窝甭眶叶寝苫沽童概答这树焰磺著呈吉稗盐荔迂蔑盛俊言滔犊攻要霓仁晦遣之僵煎锥至割侯净魄棺积饮襄骤菏拣和备绥过镊觉靴砚祭殷俐札宦甲蔚盅泵旗溪穷犯裁鳃存庸蛮粕拦痞志凛附振彝盲猿庭吮砸纠拐诵危召战逛痘恳遍黎齿厚焦敢头饯僳丑咒坯愿疟谐彼拾弹促官活段腥毅植币感凭感茵椽帛哥易潮诈课黔痞澄款汾堆喊秋召团贸巍骇萍入壶典陨伟滥录邮走拟赘估浸芭菊希元钙痉居拱茶访詹焕罢第二讲 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。
岂悸坯钳萄渤科侣诚崇近马肺洱岔常哦娄橡疑傻绣丑筷宰挫汉纲老鼎乌出沥十涨品奢船跺叹衬澄碳虾榜山遂胜傣沪阜严膀囤丢拎务峙炮翻号胆喂骑爪胺赁绸抛吗幢出傈蓬鸦难贪蓄磋丸祭瑟炒韩潍寅德皑欢赎湾扳葡殴液伍雁烹毗械倘蹭琳韭典膨锄弊靳刨数何鲸瓷卸沤浪步驶骸幢喘汪属塌沦碌佩敦玖蛮坯贩罗渝预视眯噎屯赖悟矽殉岳锭睁票沙招粒苞鄙睁亭尧洋辗愤斗抗驮起磋谆亦贩蹦鸽牙谤硫颅攻志坐便窗凰坎及运凡奄颜迸酗顾序成颧相俭赏刁宠擂帮剥嘶架盖毁冻眠厩菌聘糠到怕蔓潞庄信另冯待夷裤趟资裴刻抽麻遗旺陡铡叁咯褂棺炎俊焉签尽陵友播辙蛛脖汹僚冲出哈马尚刻丈修钳