MATLAB函数句柄和M文件重点讲义资料Word下载.docx
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%
jj=1;
while1
n=2*n;
%
d=（b-a）/n;
x=a:
d:
b;
ii=0;
xc=zeros（1,n）;
fc=xc;
%
fork=1:
n%
[w,f,eflag]=fminbnd（fx,x（k）,x（k+1））;
ifeflag>
0%
ii=ii+1;
xc（ii）=w;
fc（ii）=f;
end
[fmin,kk]=min（fc）;
xmin=xc（kk）;
ifabs（f0-fmin）<
1e-6%
jj=jj+1;
ifjj>
Nt%
break%
elseiff0-fmin>
1e-6%
f0=fmin;
jj=1;
end
2）
clear
fx=@（x）（sin（x）^2*exp（-0.1*x）-0.5*sin（x）*（x+0.1））;
a=-50;
b=5;
[xmin,fmin,n]=exm060101（fx,a,b,3）;
在x=%6.5f处，函数到达最小值%6.5f\n'
xmin,fmin）
最终子区间分割数为%d\n'
n）
在x=-19.60721处，函数到达最小值-3.34765
最终子区间分割数为128
.1.2switch-case控制结构
【例6.1-2】已知学生姓名和百分制分数，用“满分”，优秀、良好、及格和不及格表示学生成绩
clear;
%
10
a（k）={89+k};
b（k）={79+k};
c（k）={69+k};
d（k）={59+k};
end;
c=[d,c];
A=cell（3,5）;
A（1,:
）={'
Jack'
'
Marry'
Peter'
Rose'
Tom'
};
%<
7>
A（2,:
）={72,83,56,94,100};
%<
8>
5
switchA{2,k}%
case100%
r='
满分'
;
casea%
优秀'
caseb%
良好'
casec%
及格'
otherwise%
不及格'
A（3,k）={r};
A
A=
'
[72][83][56][94][100]
.1.3for循环和while循环
表6.1-3循环结构的使用方式
for循环
while循环
forix=array
（commands）
whileexpression
（commands）
【例6.1-3】请分别写出用for和while循环语句计算
的程序。
此外，还请写出避免循环的数值、符号计算程序。
（1）for循环方法
tic
s1=0;
fork=0:
1e6
s1=s1+0.2^（k）;
s1
toc
（2）while循环方法
s2=1;
k=1;
whilek<
1e6+1%注意：
上限与for循环不同
s2=s2+0.2^k;
k=k+1;
s2
toc
（3）数值求和指令
s3=sum（0.2.^（0:
1e6））
toc
（4）符号求和指令
symsk;
s4=vpa（symsum（0.2^k,0,1e6））
toc
【例6.1-4】编写计算
，其中
，
是预先给定的控制精度。
（1）
function[S,N]=exm060104（epsilon）
%[S,N]=exm060104（epsilon）
%CalculatethesumofaspecialseriesS=1+1/（1+2）+…+1/（1+2+…+N）
%SSumofaspecialseries
%NTheminimumamongallnumberstohave1/sum（1:
N）<
epsilon
%epsilonGivenaccuracy
k=0;
s=0;
d=inf;
S=0;
whiled>
s=s+k;
d=1/s;
S=S+d;
N=k;
（2）
（3）
[S,N]=exm060104（0.0001）
symsknN
SINF=limit（symsum（1/symsum（k,1,n）,n,1,N）,N,inf）
N=141;
SN=vpa（symsum（1/symsum（k,1,n）,n,1,N））
.1.4控制程序流的其它常用指令
●break语句和continue语句
一般与if语句配合使用。
break语句用于终止循环的执行。
continue语句跳过当前循环，进入下一次。
例：
求[100，200]之间第一个能被21整除的整数。
程序如下：
forn=100:
200
ifrem（n,21）~=0
continue
break
n
n=
105
●try语句
try
语句组1
catch
语句组2
try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
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。
A=[1,2,3;
4,5,6];
B=[7,8,9;
10,11,12];
C=A*B;
C=A.*B;
lasterrans=
错误使用*
内部矩阵维度必须一致。
脚本文件和函数文件
●M脚本文件
●M函数文件
●局部变量和全局变量
●M函数文件的一般结构
6.2.1M脚本文件
指令集合
所产生变量驻留在matlab工作空间
Clear指令或者matlab关闭时才删除
6.2.2M函数文件
从形式上看，第一行是function引导的函数申明行
中间变量存放在临时工作空间，函数调用结束时，临时工作空间变量立即被清除。
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；
具体：
1.函数申明行。
2.help和lookfor帮助使用。
3.在线帮助文本区，包括函数输入输出宗量的含义，调用格式说明。
（在线帮助文本，help菜单下matlabhelp）。
4.编写和修改记录。
用于软件档案管理。
5.函数体。
Matlab指令。
6.2.3局部变量和全局变量
局部变量：
存在于函数空间内部的中间变量。
产生于该函数的运行之中，影响范围也仅仅限于该函数。
全局变量：
基本工作空间和几个不同函数空间共享一个变量，即全局变量。
必须逐个用global函数加以定义。
一个函数改变其值，则所有的同名变量值改变。
【例6.2-1】编写一个M函数文件。
它具有以下功能：
（A）根据指定的半径，画出蓝色圆周线；
（B）可以通过输入字符串，改变圆周线的颜色、线型；
（C）假若需要输出圆面积，则绘出圆。
function[S,L]=exm060201（N,R,str）
%exm060201.mTheareaandperimeterofaregularpolygon（正多边形的面积和周长）
%NThenumberofsides
%RThecircumradius
%strAlinespecificationtodeterminelinetype/color
%STheareaoftheregularpolygon
%LTheperimeteroftheregularpolygon
%exm060201用蓝实线画半径为1的圆
%exm060201（N）用蓝实线画外接半径为1的正N边形
%exm060201（N,R）用蓝实线画外接半径为R的正N边形
%exm060201（N,R,str）用str指定的线画外接半径为R的正N边形
%S=exm060201（...）给出多边形面积S,并画相应正多边形填色图
%[S,L]=exm060201（...）给出多边形面积S和周长L,并画相应正多边形填色图
%ZhangZhiyong编写于2006-1-31
switchnargin
case0
N=100;
R=1;
str='
-b'
case1
R=1;
case2
str='
case3
;
%
otherwise
error（'
输入量太多。
'
）;
t=0:
2*pi/N:
2*pi;
x=R*sin（t）;
y=R*cos（t）;
ifnargout==0
plot（x,y,str）;
elseifnargout>
输出量太多。
else
S=N*R*R*sin（2*pi/N）/2;
%
L=2*N*R*sin（pi/N）;
fill（x,y,str）
axisequalsquare
boxon
shg
（2）
[S,L]=exm060201（6,2,'
-g'
）%
图6.2-1绿色正六边形
例2：
求圆周率
functionpiva=PiMonteCarlo（n）
%PiMonteCarlo（n），用随机投点法模拟圆周率pi，作出模拟图.n为投点次数，可以是非负整数标量或向量.
%piva=PiMonteCarlo（n），用随机投点法模拟圆周率pi，返回模拟值piva.若n为标量（向量），则piva也为标量（向量）.
x=0;
y=0;
d=0;
m=length（n）;
%求变量n的长度
pivalue=zeros（m,1）;
%为变量pivalue赋初值
%通过循环用投点法模拟圆周率pi
fori=1:
m
x=2*rand（n（i）,1）-1;
%随机投点的横坐标
y=2*rand（n（i）,1）-1;
%随机投点的纵坐标
d=x.^2+y.^2;
pivalue（i）=4*sum（d<
=1）/n（i）;
%圆周率的模拟值
ifnargout==0
%不输出圆周率的模拟值，返回模拟图
ifm>
1
%如果n为向量，则返回圆周率的模拟值与投点个数的散点图
figure;
%新建一个图形窗口
plot（n,pivalue,'
k.'
%绘制散点图
h=refline（0,pi）;
%添加参考线
set（h,'
linewidth'
2,'
color'
k'
%设置参考线属性
text（1.05*n（end）,pi,'
\pi'
fontsize'
15）;
%添加文本信息
xlabel（'
投点个数'
ylabel（'
\pi的模拟值'
%添加坐标轴标签
else
%如果n为标量，则返回投点法模拟圆周率的示意图
plot（x,y,'
holdon;
%绘制边长为2的正方形
h=rectangle（'
Position'
[-1-122],'
LineWidth'
2）;
t=linspace（0,2*pi,100）;
%定义一个角度向量
plot（cos（t）,sin（t）,'
%绘制单位圆
X'
Y'
title（['
Pi的模拟值：
num2str（pivalue）]）;
%添加标题
axis（[-1.11.1-1.11.1]）;
axisequal;
%设置坐标轴属性
else
piva=pivalue;
%输出圆周率的模拟值
end
p=PiMonteCarlo（[1000:
5000:
50000]）'
%返回圆周率pi的模拟值向量
PiMonteCarlo（[100:
50:
20000]）%绘制模拟值与投点个数的散点图
PiMonteCarlo（1000）
.2MATLAB的函数类别
从扩展名M观察，MATLAB的M文件分为M脚本文件和M函数文件。
那么，在MATLAB中，函数Function又被细分为：
主函数；
子函数；
嵌套函数；
私用函数；
匿名函数等。
限于篇幅，本节只对主函数、子函数及匿名函数进行阐述。
.2.1主函数（Primaryfunction）
.2.2子函数（Subfunction）
【例6.3-1】编写一个内含子函数的M函数绘图文件。
functionHr=exm060301（flag）
%exm060301.mDemoforhandlesofprimaryfunctionsandsubfunctions
%flag可以取字符串'
line'
或'
circle'
。
%Hr子函数cirline的句柄
t=（0:
50）/50*2*pi;
x=sin（t）;
y=cos（t）;
Hr=@cirline;
%
feval（Hr,flag,x,y,t）
functioncirline（wd,x,y,t）
switchwd
case'
plot（t,x,'
b'
t,y,'
r'
'
2）
plot（x,y,'
8）,
axissquareoff
otherwise
输入宗量只能取'
！
）
shg
（2）HH=exm060301（'
）?
?
未定义与'
char'
类型的输入参数相对应的函数'
exm060301'
。
HH=
@cirline
图6.3-1绿色圆周线
HH=exm060301（'
）
t=0:
2*pi/5:
x=cos（t）;
y=sin（t）;
HH（'
x,y,t）
CC=functions（HH）
CC=
function:
cirline'
type:
scopedfunction'
file:
E:
\2016秋Matlab\program\exm060301.m'
parentage:
{'
}
图6.3-2由子函数绘制的绿色正五边形
.2.3匿名函数（Anonymousfunction）
（1）匿名函数的创建
FH＝@（arglist）expr
（2）匿名函数的调用
FH（arglist）直接调用格式
.3函数句柄
●函数句柄（Functionhandle）是MATLAB的一种数据类型。
●包含了函数的路径、函数名、类型以及可能存在的重载方法；
好处：
（1）.引入函数句柄是为了使feval及借助于它的泛函指令工作更可靠；
（2）.使“函数调用”像“变量调用”一样方便灵活；
（3）.提高函数调用速度，特别在反复调用情况下更显效率；
（4）.提高软件重用性，扩大子函数和私用函数的可调用范围；
（5）.迅速获得同名重载函数的位置、类型信息。
可以与变量一样方便地使用：
比如说，在现在这个目录运行时，创建了本目录一个函数的句柄，当转到其他目录时，可以通过函数句柄直接调用上一个目录的函数，而不需要把那个函数文件复制过来，因为创建的函数句柄中已经包含了路径信息；
提高函数调用速度：
因为matlab对函数的调用每次都是要搜索所有的路径，从setpath中可以看到，路径是非常的多的，所以如果一个函数在程序中需要经常用到的话，使用函数句柄，对速度会有提高的
.3.1函数句柄的创建和观察
（1）创建函数句柄
hm=@magic
hm=
@magic
（2）函数句柄的调用
M1=hm（4）
M2=feval（hm,4）
M1=
162313
511108
97612
414151
M2=
414151
【例6.4-1】为magic函数创建文件句柄，并观察其内涵
hm=@magic
class（hm）
isa（hm,'
function_handle'
ans=
function_handle
1
CC=functions（hm）
magic'
simple'
D:
\MatlabR2014a\toolbox\matlab\elmat\ma...'
（4）
M1=hm（4）
（5）
.3.2函数句柄的基本用法
原函数调用格式
[argout1,argout2,…,argoutn]=FunName（argin1,argin2,…,arginn）
Hfun=@FunName
函数句柄调用格式
[argout1,argout2,…,argoutn]=Hfun（argin1,argin2,…,arginn）
【例6.4-2】
（1）[S,L]=exm060201（3,2,'
-r'
）%S=
5.1962
L=
10.3923
S=
图6.4-1直接调用函数exm060201所画的红色等边三角形
Hexm=@exm060201,%
which（'
exm060201'
[S,L]=exm060201（3,2,'
）
（6）[S,L]=Hexm（3,2,'
）%
图6.4-2在新视野中里用函数句柄Hexm所画的红色等边三角形
思考题1：
猜数游戏
首先由计算机产生[1,100]之间的随机整数，然后由用户猜测所产生的随机数。
根据用户猜测的情况给出不同提示，如猜测的数大于产生的数，则显示“High”，小于则显示“Low”，等于则显示“Youwon”，同时退出游戏。
用户最多可以猜7次。
a=ceil（100*rand
（1））;
fori=1:
7
b=input（'
thenumberis?
ifb>
a
xx='
high'
elseifb<
low'
youareright'
a
break
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