MATLAB程序设计实验.docx

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MATLAB程序设计实验

实用标准文案

科学计算与数据处理实验报告

学号

姓名

实验名称

MATLAB程序设计实验

实验目的

1．掌握M文件的编辑、调试和性能剖析方法

2．掌握MATLAB脚本和函数的设计方法

3．掌握MATLAB程序的基本语法、关系运算和控制结构

4．掌握串演算函数的用法

实验方案

1．编写两段简短的代码，演示MATLAB脚本和函数的不同：

脚本和函数的不同点是：

函数需要通过function来声明，一般有输入参数和输出参数。

脚本是按顺序一条一条命令逐行执行。

编写一个函数文件myfun.m和一个脚本文件myfunscript.m,来演示脚本和函数的不同。

2．编写程序演示控制结构的用法：

编写程序分别来演示循环（for、while）、分支（if-else-end、switch-case）和异常处理（try-catch）控制结构的用法。

3．编写程序分别演示以下命令的功能。

return的返回功能，input的输入功能。

keyboard语句常用在程序调试和运行中的变量修改。

用户在程序中使用keyboard语句，在系统执行此语句时，将停止文件的执行，显示提示符“K>>”并把控制权交给键盘，等待用户的输入。

当pause语句执行时，系统暂停执行，等待用户按任意键继续执行。

break终止本次循环，跳出最内层循环中剩下的语句。

error输出错误信息。

lasterr显示或返回上一条出错的信息。

warning遇到错误需要给使用者必要的提示，warning语句是常见的警告提示语句。

精彩文档．

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。

lastwarn存放最新的警告信息是执行包含．串演算实验：

设计实验演示以下函数的功能和用法。

eval4feval是调用某个函数的另一个方法。

MATLAB表达式/命令的字符串，．程序调试实验：

对程序错误进行调试，总结调试过程，指出并改正所给程5序的出错语句，记录程序出错时和调通后显示的图形。

进行relaxzzy（300）profileviewer）对6．程序性能剖析实验：

利用剖析器（被调用次数，记录其执行时间、relaxzzy函数中最耗时的语句，找出运行分析，并指出该语句是否可以被加速。

实验记录

脚本和函数的不同：

．编写两段简短的代码，演示MATLAB1：

函数文件）（1myfun.m文件名：

functiony=myfun（a,b）

disp（sprintf（'Myfirstinputis%s',inputname

（1）））

disp（sprintf（'Mysecondinputis%s',inputname

（2）））

y=a+b;

运行结果：

>>x=5;y=6;y=myfun（x,y）

?

祍映物瑳椠灮瑵椠?

硜?

Mysecondinputisy

>>y=

11

精彩文档．

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脚本文件：

（2）

myfunscript.m文件名：

a=2;

b=2;

clf;

x=-a:

0.2:

a;

y=-b:

0.2:

b;

fori=1:

length（y）

forj=1:

length（x）

ifx（j）+y（i）>1

z（i,j）=0.5457*exp（-0.75*y（i）^2-3.75*x（j）^2-1.5*x（j））;

elseifx（j）+y（i）<=-1

z（i,j）=0.5457*exp（-0.75*y（i）^2-3.75*x（j）^2+1.5*x（j））;

elsez（i,j）=0.7575*exp（-y（i）^2-6.*x（j）^2）;

end

end

end

axis（[-a,a,-b,b,min（min（z））,max（max（z））]）;

colormap（flipud（winter））;surf（x,y,z）;

运行结果：

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0.80.60.40.20221100-1-1-2-2

编写程序演示控制结构的用法：

2．：

循环）for1（>>symsnfact_n

>>fact_n=1;

>>n=input（'pleaseenterapositiveinteger:

'）;

pleaseenterapositiveinteger:

5

>>fact_n=1;

>>forii=1:

n

fact_n=fact_n*ii;

end

>>fprintf（'Thefactionalfunctionof%fis:

%f\n',n,fact_n）;

Thefactionalfunctionof5.000000is:

120.000000

：

循环2（）Whileclear

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symsxnsum_xsum_x2xbarstd_dev

n=0;sum_x=0;sum_x2=0;

x=input（'Pleaseenterthefirstsample:

'）;

whileisnumeric（x）&&isempty（x）==0

n=n+1;

xmat（n）=x;

sum_x=sum_x+x;

x=input（'Pleaseenternextsample'）;

end

x_bar=sum_x/n;

forii=1:

n

sum_x2=sum_x2+（xmat（ii）-x_bar）^2;

end

std_dev=sqrt（sum_x2/n）;

fprintf（'Thenumberofdatapointsis:

%f\n',n）;

fprintf（'Themeanofthisdatasetis:

%f\n',x_bar）;

fprintf（'Thestandarddeviationis:

%f\n',std_dev）;

运行结果：

Pleaseenterthefirstsample:

12

Pleaseenternextsample24

Pleaseenternextsample12

Pleaseenternextsample23

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Pleaseenternextsample23

Pleaseenternextsample1

Pleaseenternextsample45

Pleaseenternextsample45

Pleaseenternextsample45

Pleaseenternextsample21

Pleaseenternextsample12

Pleaseenternextsample11

Pleaseenternextsample111

Pleaseenternextsample11

Pleaseenternextsample45

Pleaseenternextsample45

Pleaseenternextsample45

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Pleaseenternextsample1

Pleaseenternextsample1

Pleaseenternextsample1

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Pleaseenternextsample11

Pleaseenternextsample

Thenumberofdatapointsis:

53.000000

Themeanofthisdatasetis:

10.886792

Thestandarddeviationis:

19.950562

：

）if-else-end分支（3clc

clear

symsnumber1number2sum2numberssub2numbers

number1=input（'pleaseenternumber1as:

'）;

number2=input（'pleaseenternumber2as:

'）;

n=input（'ifyouwanttoexecutesumcalculation,youshouldenter

otherwiseenter-1;'）;

ifn==1

fprintf（'thesumofthetwonumbers%f\nand%f\n

is%f\n',number1,number2,number1+number2）;

elseifn==-1

fprintf（'thesumofthetwonumbers%f\nand%f\nis%f\n',

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number1,number2,number1-number2）;

end

运行结果：

pleaseenternumber1as:

5

pleaseenternumber2as:

7

ifyouwanttoexecutesumcalculation,youshouldenter,otherwise

enter-1;1

thesumofthetwonumbers5.000000

and7.000000

is12.000000

分支：

4）switch（clear

symsscore

score=input（'pleaseenterthescoreofthestudentsubjectthatyou

wanttokonw','s'）;

switch（score）

case{'A','a'}

!

'）;?

这门课你做的非常好disp（'

case{'B','b'}

'）;良好disp（'

case{'C','c'}

'）;

中等disp（'

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case{'D','d'}

'）;及格disp（'

case{'E','e'}

'）对不起，你需要重修！

disp（'

otherwise

）disp（'对不起，输入错误！

end

运行结果：

pleaseenterthescoreofthestudentsubjectthatyouwanttoknow

a

!

该门课你做的非常好：

try-catch异常处理（5）

clear

clc

A=sym（input（'pleaseentermatrixA=','s'））

B=sym（input（'pleaseentermatrixB=','s'））

try

disp（'ThemultiplicationofAandBis'）

C=A*B

catch

try

disp（'ThedoltmultiplicationofAandBis'）

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D=A.*B

catch

disp（'ThetwomatricesAandBcannotbeexecutedmatrixand

dotmultiplication.'）;

end

end

运行结果：

输入正确时的运行结果：

pleaseentermatrixA=[2345]

A=

[2,3,4,5]

pleaseentermatrixB=[3456]

B=

[3,4,5,6]

ThemultiplicationofAandBis

ThedoltmultiplicationofAandBis

D=

6,12,20,30][

输入错误时的运行结果：

pleaseentermatrixA=[2345]

A=

[2,3,4,5]

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pleaseentermatrixB=[34]

B=

[3,4]

dotandbeexecutedmatrixmatricesAandBcannotThetwo

multiplication.

：

编写程序分别演示以下命令的功能3．：

return的功能和用法

（1）

s=0;

fori=1:

50

s=s+i;

ifs>=500

'）disp（'您要的结果是：

disp（s）

return

end

end

运行结果：

您要的结果是：

528

的功能和用法：

input

（2）

clc

clear

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'）;请输入数字a=input（'ifa>0

'）输入的大于零disp（'

elseifa==0

'）disp（'输入的等于零

else

'）disp（'输入的小于零

end

运行结果：

1

请输入数字：

输入的大于零：

keyboard的功能和用法（3）clear

clc

'）;输入被除数：

x=input（''）;输入除数：

y=input（'ify==0

0'）;errordlg（'除数不能为

keyboard

n=x/y;

'）您要的结果是：

disp（'

disp（n）

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else

n=x/y;

'）您要的结果是：

disp（'

disp（n）

end

运行结果：

5输入被除数：

0输入除数：

K>>1

ans=

1

的功能和用法：

（4）pausex=-pi:

pi/10:

pi

y1=cos（x）;

subplot（1,2,1）;

plot（x,y1）;

pause（5）

y2=sin（x）;

subplot（1,2,2）;

plot（x,y2）;

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运行结果：

110.80.80.60.60.40.40.20.200-0.2-0.2-0.4-0.4-0.6-0.6-0.8-0.8-1-142-20-4-2024-4

的功能和用法：

break（5）

forn=1:

100

ifmod（n,6）~=0

continue

end

break

end

'）6整除的数是：

disp（'小于100的自然数中第一个能被

disp（n）

运行结果：

6整除的数是：

小于100的自然数中第一个能被6

：

的功能和用法（6）warningclear

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clc

'）;输入被除数：

x=input（''）;y=input（'输入除数：

ify==0

0'）;warning（'除数不能为

else

n=x/y;

'）您要的结果是：

disp（

disp（n）

end

运行的结果：

45输入被除数：

0

输入除数：

0!

Warning:

除数不能为：

（7）error的功能和用法clear

clc

'）;输入被除数：

x=input（''）;y=input（'输入除数：

ify==0

0'）;除数不能为error（'

else

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n=x/y;

'）disp（您要的结果是：

disp（n）

end

运行的结果：

45输入被除数：

0输入除数：

0!

?

?

?

除数不能为：

lasterr的功能和用法（8）>>lasterr

ans=

0

除数不能为：

lastwarn的功能和用法（9）

0'）;>>warning（'被除数不能为0Warning:

被除数不能为0'）;除数不能为>>warning（'0除数不能为Warning:

>>lastwarn

ans=

0除数不能为：

4．串演算实验：

eval

（1）的功能和用法

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x=-pi:

pi/10:

pi;

subplot（2,1,1）;

eval（'plot（cos（x））'）;

subplot（2,1,2）;

eval（'plot（sin（x））'）

运行结果：

10.50-0.5-1252010155010.50-0.5-12515200510

：

）feval的功能和用法（2>>temp=feval（'feval2',3,5）;

Myfirstinputis

Mysecondinputis_x0005_

>>temp

temp=

8

feval2.m文件名：

functiony=feval2（a,b）

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disp（sprintf（'Myfirstinputis%s',inputname

（1）））

disp（sprintf（'Mysecondinputis%s',inputname

（2）））

y=a+b;

：

．程序调试实验5：

）出错时（1运行结果：

>>randn（'seed',1）;

>>x=randn（1,100）;

>>Debug_Test（x）;

?

?

?

Errorusing==>plot

Vectorsmustbethesamelengths.

Errorin==>Debug_Test>barzzy0at18

plot（xxmu,yy,'r','Linewidth',3）

Errorin==>Debug_Testat7

barzzy0（nn,xx,xmu,xstd）

2520151050321-1-3-20

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：

2）改正后（。

改为xxmu=xmu*ones（size（yy））把原程序中的xxmu=xmu*size（yy）运行结果：

>>randn（'seed',1）,x=randn（1,100）;Debug_Test（x）

ans=

1

6192092116413

2520151050321-3-2-10

：

6．程序性能剖析实验

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函数中最耗时的语句是relaxzzy由上例图可知，...newplate（j,k）=（plate（jm1,km1）/2+plate（jm1,k）+...plate（jm1,kp1）/2+plate（j,km1）+plate（j,kp1）+精彩文档．

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plate（jp1,km1）/2+plate（jp1,k）+plate（jp1,kp1）/2）/6

次。

这个语句可以加速，用过，被调用次数为3000000其执行时间为0.651s向量化改为矩阵的形式，就可以加速了。

实验总结

函数文件都是由一系列脚本文件与MMATLAB脚本和函数的异同点：

M

（1）

脚本文件没有参数传递功能，但的语句组成的相对独立的一个运行体。

M函数文件的格式有严格规定，它必须以MM函数文件有此功能。

”开头。

函数文件与脚本文件的主要区别在于：

函数文件一function“

函数而脚本文件没有参数与返回结果。

都要有返回结果,般都要带参数,

而脚,运行完毕就自动被清除,运行期间有效,文件的变量是局部变量行完毕后仍被保存在内存中。

执本文件的变量是全局变量程序调试和性能剖析的方法：

程序调试的基本方法有：

设置或清MATLAB

（2）执行流当遇见函数时进入函数内部，stepout除断点，单步执行，stepin程跳出函数，观察变量或表达式的值。

性能剖析的方法有：

简单计算程序。

toc。

全面分析程序运行时间Profiler运行时间：

tic，，有效地使用matlabMATLAB程序运行速度的有效措施：

要学好（3）提高写核C-mexmatlab，能不用循环的地方，尽量不要使用。

向量化，使用心。

知道了函数文件和脚文件的编写，运行和调试。

（4）通过这次试验我掌握了M程序设计中的基本语法，matlab本文件的相同点和不同点。

同时也掌握了的分支结构switch和和forw