Режим программирования

Для перехода в режим программирования в окне управления выбираем пункт File и входим в редактор MatLab'а: New (создать новый М-файл) или Open(открыть существующий файл с расширением .m). В дальнейшем может производиться обычный набор текста программы или его корректура и действия в соответствии с меню (сохранение под текущим или другим именем, запуск на исполнение в обычном и отладочном режимах и др.).

Различают два вида М-файлов: М-сценарии и М-функции.

М-сценарий - это файл, содержащий последовательность команд и комментариев (строк, начинающихся символом %) и пользующийся данными из рабочей области. Заголовок его начинается командой script или может отсутствовать.

Для М-функции допускаются входные и выходные аргументы, локализация внутренних ее переменных и возможность обращения к ней из других программ. М-функции включаются в библиотеку функций системы в виде текстовых файлов.

Заголовок М-функции имеет вид:

function [<список выходных переменных>]=

<имя функции> (<список входных переменных>)

например, функция вычисления факториала положительного числа и его обратной величины может быть описана файлом fact.m:

function [f,g]=fact(n) % факториал и обратная величина

f=prod (1:n);

g=1/f;

Кроме использованных выше операторов присваивания, программирование в MatLab'е допускает и ряд других традиционных для программных сред операторов.

Условный оператор выступает в одной из следующих форм:

if <условие> if <условие> if<условие>

<команды> <команды> <команды>

end else elseif <условие>

<команды> <команды>

End else

<команды>

End

В роли условия может использоваться любое логическое выражение, построенное на основе операций отношения и логических. Если значение этого выражения является массивом, то условие считается истинным, если все его элементы истинны (истина - 1, ложь - 0).

Оператор цикла с заданным числом повторений, в основном используемый в форме:

for V=A :H:B for V=A:B

<команды> <команды>

End end

(V -переменная/параметр цикла, A,B - начальное и конечные значения; H - приращение, по умолчанию 1). Допускаются и вложенные циклы, например:

for i=1:n for i=1:n-1

for j=1:m for k=i+1:n

a(i,j)=x(i)^j; if a(i) < a(k)

end m=a(i)

end a(i)=a(k)

a(k)=m

end

end

end

В заголовке цикла можно использовать одномерный массив. Так цикл

k=1;

for i=[0 5 7]

x(k)=2^i;

k=k+1;

end

формирует массив Х=[1 32 128].

Оператор цикла с предусловием имеет традиционную конструкцию:

while <условие>

<команды>

End

и обеспечивает выполнение команд тела цикла, пока истинно проверяемое условие. Заметим, что работа цикла может быть прервана (выход из внутреннего цикла) оператором break:

while a<1

n=n+1

if n>250

break

end ...

Оператор переключения обобщает условный оператор на случай более двух условий и имеет конструкцию:

switch <выражение>

case <значение 1>

<команды>

case <значение 2>

<команды>

. . . . .

otherwise % может отсутствовать

<команды>

End

Контрольные значения проверяются на равенство и могут задаваться и списком:

swith k

case 0

t=1

case (1, 2,5)

t=2

otherwise

t=0

end

Выход из функции в вызывающую программу обеспечивается выполнением последнего ее оператора или командой return.

Кроме упомянутых основных операторов, традиционных для любой системы программирования, остановимся на ряде операторов обеспечения пользовательского интерфейса.

Ввод с клавиатуры реализуется командой вида

<переменная>= input ('подсказка')

Например,

" x=input(' степень полинома ');
степень полинома 3

Приостановка выполнения программы может быть предусмотрена включением в текст команды pause (приостановка до нажатия любой клавиши), pause (n) (приостановка на n сек),keyboard (приостановка с возможностью выполнять практически любые команды и последующим возвратом в программу командой return ).

Можно построить выбор варианта с клавиатуры созданием меню:

<переменная>=menu ('заголовок','выбор1','выбор2',...)

Например, команда:
k=menu('Использовать метод','Гаусса','Краута','простой итерации') создаст на экране всплывающее меню с указанными пунктами-клавишами и щелчок по клавише задаст значение переменной k, рав-ное 1, 2 или 3.

Мы не останавливаемся на многообразии операторов, связанных с выводом на экран (вывод значения disp, форматированный вывод fprint), отладкой и сигнализацией об ошибках, анализом списка аргументов и др.

Приведем несколько простейших примеров использования программного режима.

Пример 1. Анализ скорости убывания элементов числовой последовательности

до значений, меньших 0.0001)

Чтобы с легкостью отыскивать значения элементов последовательности, опишем функцию (файл y.m):

function f=y(n)

if mod(n,2)==0

f=-1;

Else

f=1;

End

f=f/n^n;

End

и сценарий (файл limit1.m):

n=1 ;

while abs(y(n))>1e-4

n=n+1 ;

End

disp('Число элементов последовательности равно')

k=n

for x=1:k

Y(x)=y(x);

End

disp('Значения элементов последовательности')

Y

plot(1:k,Y, 'r^-*') %Линия -сплошная(-)красная ®, маркеры(*)

Теперь можно в командной строке набрать вызов limit1, получая на экране число элементов последовательности k, значения элементов последовательности Y (n=1¸k) и "график" функции:

Пример 2. Поиск оценки суммы ряда.

с точностью 10-6.

Файл limit2.m (сценарий):

y=1;

s=y;

m=1;

while abs(y)>1e-6

y=-y*(2*m-1)/(2*m+1).^2;

s=s+y;

m=m+1 ;

End

disp('Число слагаемых' )

disp( m-1)

disp('Оценка суммы')

disp(s)

В командной строке набираем limit2 , получая на экране число элементов отрезка суммы, превышающих 10^-6 и саму оценку суммы:

Поиск по сайту: