MATLAB筆記（3.1）程序

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本文為學習Mooc課程「科學計算與Matlab語言」專題三的筆記。

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補充：1.7字元串的處理

1.數據類型分為兩類：數值型數據&字元型數據（字元串數據）

2.字元串數據的表示方法：用單引號括起來相應字元序列

>> U=Jiaotong University;>> U(1:4)ans =Jiao

如果字元串中含有「」則必須用「」來表示：

>> XJTU=Xian Jiaotong University;>> XJTUXJTU =Xian Jiaotong University

3.建立字元串矩陣：

>> K=[X J T U;1 2 3 4]K =X J T U1 2 3 4>> K(1,1)ans =X

舉例：建立一個字元串向量，然後對該向量做如下處理：

① 取第1～5個字元組成的子字元串。

② 將字元串倒過來重新排列。

③ 將字元串中的小寫字母變成相應的大寫字母，其餘字元不變。

④ 統計字元串中小寫字母的個數。

note：V(end：-1:1):表示從最後一項到第一項的排列，即倒置；

k=find(ch>=a&ch<=z)：找到ch這個字元串中的小寫字母，把它的序號記成矩陣k；

ch(k)=ch(k)-(a-A)：表示對ch中k向量所表示的位置處的元素進行修改，改為大寫；

>> ch=ABc123d4e56Fg9;subch=ch(1:5) revch=ch(end:-1:1) k=find(ch>=a&ch<=z) ch(k)=ch(k)-(a-A) length(k)subch =ABc12revch =9gF65e4d321cBAk = 3 7 9 13ch =ABC123D4E56FG9ans = 4

4.字元串相關的函數：

（1）字元串的執行eval（字元串）函數，把一個字元串在相應的Matlab命令中執行：

>> m=[1,2,3,4,5,6];>> k=cos(pi*eval(m))k = -1 1 -1 1 -1 1

（2）字元串與數字之間的轉換：字元串以ASCII碼儲存的，用abs和double來獲取字元串所對應的數字；char函數可以把數字轉化為對應的字元串；

>> m=MATLAB;>> abs(m)ans = 77 65 84 76 65 66>> char(abs(m)+32)ans =matlab

5.字元串的比較：

（1）利用關係運算符；

>> MATLAB>=matlabans = 0 0 0 0 0 0

（2）字元串比較函數；

strcmp(S1,S2)：比較兩個字元串是否相等；

strcmp(S1,S2,n)：比較兩個字元串的前n個元素是否相等；

strcmpi（S1,S2）：忽略大小寫來比較ASCII碼是否相等；

strcmpi（S1,S2,n）：忽略大小寫來比較ASCII碼前n個字元是否相等；

以上比較結果，相等輸出1，不相等輸出0；

>> strcmp(MATLAB,matlab)ans = 0>> strcmpi(MATLAB,matlab)ans = 1

（3）找到短字元串在長字元串中的初始位置：

findstr（S1，S2）中，假設S1是S2的一個部分（順序相同）找出短序列在長序列中的開始位置的函數，即findstr，例：

>> findstr(cde,abcde)ans = 3

strrep（S1,S2,S3）：將S1中S2的部分替換為S3：

>> strrep(abcdefg,abc,123)ans =123defg

一、程序基本知識：

1.程序：用計算機語言描述解決問題的方法與步驟。

2.程序設計流程，Matblab程序的擴展名為.m，即m文件。

3.三種基本結構：順序，選擇，循環

4.腳本文件和函數文件：

（1）腳本文件：可以直接在命令行窗口執行的文件，也稱命令文件；

（2）函數文件：必須定義一個函數，不能直接執行，需要調用來執行；

5.建立腳本文件和函數文件（文本文件），舉例、求兩個矩陣的乘積：

（1）腳本文件：

edit 文件名>腳本編輯器>編輯內容>control+S保存；

腳本的內容為：

A=[1,2,3;4,5,6];B=[1,2;3,4;5,6];C=A*B

再次輸入文件名，即可運行；

>> edit example>> exampleC = 22 28 49 64

（2）函數文件：

先建立F函數：

function [L]=F(A,B)L=A*Bend

接下來再調用F函數：

>> m=[1,2,3;4,5,6];>> n=[1,2;3,4;5,6];>> p=F(m,n)L = 22 28 49 64p = 22 28 49 64

二、順序結構：

按照語句的排列順序來進行執行；

note：此處為Matlab程序語言；

note：一個Matbla文件包含三個部分：

（1）輸入原始數據；（2）對原始數據進行處理；（3）輸出處理結果；

1.輸入文件：

>> a=input(輸入變數a的值：)輸入變數a的值：100a = 100

2.輸出文件：

disp（）函數不顯示變數的名字與空格，輸出形式緊湊。

>> disp(a) 100

3.暫停程序：

輸入pause表示暫停，按任意鍵可以繼續；

強行終止，按control+c；

4.舉例，A(1,1)，B(4.5,4.5)，求AB的長度以及黃金分割點坐標：

edit distance

開啟腳本文件的編寫：

a=input(a=);b=input(b=);c=a+0.618*(b-a);s=abs(b-a);disp(c)disp(s)

腳本文件的含義是：

（1）通過提示「a=」來給a賦值；

（2）通過提示「b=」來給b賦值；

（3）計算黃金分割點的坐標；

（4）計算模長，通過複數相減，再取模；

（5）輸出c點的坐標；

（6）輸出距離s；

在matlab中運行distance腳本文件，matlab提示輸入a，b得到結果c，s：

>> distancea=1+ib=4.5+4.5i 3.1630 + 3.1630i 4.9497

這個程序就像一個多變數函數，但是從程序讀取的過程看，我們必須要知道內部結構是什麼，只輸入兩個參數，得到想要的結果。

三、用if語句實現選擇結構：

根據給定條件是否成立來決定程序運行的分支。

1.單分支的if語句，如果條件成立，則執行語句組，如果條件不成立，則直接跳過；

2.雙分支的if語句，如果條件成立，則執行語句組1，如果條件不成立，則執行語句組2；

舉例：奇數輸出平方根，偶數輸出立方根：

x=input(x=);if rem(x,2)==1 y=sqrt(x)else y=x^(1/3)endy

接下來運行程序：

>> exampleifx=8y = 2y = 2

note：在if-else中，如果結果為1則執行語句組1，如果結果為0，則執行語句組2；這裡用了邏輯語句：rem（x，2）==1，當然，也可以直接用rem（x，2）來代替；

note：x^(1/3)可以用power(x,1/3)來代替；

3.多分支的if語句組，結構如下圖：

當第k個條件不成立時，不輸入else來進行輸出，而繼續用elseif繼續判斷。

舉例、輸入大寫字母，輸出小寫字母，輸入小寫字母，輸出大寫字母，輸入數字，得到其平方的值，輸入其他符號，則原樣輸出。

c=input(請輸入一個字元：,s);if c>=A && c<=Z disp(lower(c))elseif c>=a && c<=z disp(upper(c))elseif c>=0 && c<=9 disp(str2double(c)^2)else disp(c)end

大寫變小寫的函數：lower()

小寫變大寫的函數：upper()

special note：此處涉及字元串問題，見專題一的1.7節「字元串的處理」。

四、用switch語句實現選擇結構：

舉例、 輸入一個英文單詞，判斷它是否以母音字母開頭：

c=input(請輸入一個單詞：,s);switch c(1) case {A,E,I,O,U,a,e,i,o,u} disp([c,以母音字母開頭]); otherwise disp([c,以輔音字母開頭]);end

另一種解決方法：

c=input(請輸入一個單詞：,s);if findstr(c(1),AEIOUaeiou)>0 disp([c,以母音字母開頭]);else disp([c,以輔音字母開頭]);end

舉例、根據PM2.5判斷空氣質量：

g=input(請輸入PM2.5值：);switch fix(g) case num2cell(0:34) disp(空氣質量優); case num2cell(35:74) disp(空氣質量良好); case num2cell(75:114) disp(空氣質量輕度污染); case num2cell(115:149) disp(空氣質量中度污染); case num2cell(150:249) disp(空氣質量重度污染); otherwise disp(空氣質量嚴重污染);end

note：input(輸入一個英文單詞，S)，即輸入的S為字元串。