计算机程序就是计算机指令的集合,不同的编程语言指令与功能是不一样的.MATLAB语言是一种面向对象的高级语言,它具有编程效率高、易学易用的优点.

    MATLAB与其它大部分高级语言一样,有它自己的控制流语句.控制流极其重要,因为它使过去的计算影响将来的运算。MATLAB提供如下几种控制流结构:For循环,While循环,If-Else-End结构和switch-case-end结构。由于这些结构经常包含大量的MATLAB命令,故经常出现在M文件中.MATLAB支持的控制流语句和C语言支持的控制流语句在调用格式上非常相似.

1.For 循环

    For循环允许一条语句或一组语句被重复执行预先指定的次数。For循环的一般形式是:

              for x =array

                  语句

              end

在for和end语句之间的语句按数组中的每一列执行一次。在每一次迭代中,x被指定为数组的下一列,即在第n次循环中,x=array(:, n)。例如,

for n=1:10
       x(n)=sin(n*pi/10);
    end
       x
    x =
    0.3090    0.5878    0.8090    0.9511    1.0000    0.9511    0.8090    0.5878    0.3090    0.0000

    换句话,第一语句是说:对n等于1到10,执行所有语句,直至下一个end语句。第一次通过For循环n=1,第二次,n=2,如此继续,直至n=10。在n=10以后,For循环结束,然后执行end语句后面的任何命令.注意,该循环结束后,n=10.

   For循环的其它重要方面是

    (1)For循环不能用For循环内重新赋值循环变量n来终止。

For n=1:10
       x(n)=sin(n*pi/10);
       n=9;
    end
    x
    x =
    0.3090    0.5878    0.8090    0.9511    1.0000   0.9511  0.8090    0.5878    0.3090    0.0000
        n
        n=
           9

执行过程是这样的:

n=1,
x(1)=sin(pi/10),
n=9,
n=2,
x(2)=sin(2*pi/10),
n=9,
n=3,
...,
n=10,
x(10)=sin(10*pi/10),
n=9.

循环结束后,n=9.

   (2)在For循环内接受任何有效的MATLAB数组。

      

data=[3 9 45 6; 7 16 -1 5]
           data =
           3    9   45    6
           7   16   -1    5
           for n=data
           x=n(1)-n(2)
           end
           x =
           -4
           x =
           -7
           x =
           46
           x =
           1

   (3)For循环可按需要嵌套。

        

For n=1:5
            for m=1:5
             A(n,m)=n^2+m^2;
            end
            disp(n)
           end
           1
           2
           3
           4
           5
           A
           A =
           2    5   10   17   26
           5    8   13   20   29
           10   13   18   25   34
           17   20   25   32   41
           26   29   34   41   50

    (4)当有一个等效的数组方法来解给定的问题时,应避免用For循环。例如,上面的第一个例子可被重写为

  

n=1:10;
    x=sin(n*pi/10)
    x =
    0.3090    0.5878    0.8090    0.9511    1.0000    0.9511    0.8090    0.5878    0.3090    0.0000

两种方法得出同样的结果,而后者执行更快,更直观,要求较少的输入。

    (5)为了得到最大的速度,在For循环(While循环)被执行之前,应预先分配数组。例如,前面所考虑的第一种情况,在For循环内每执行一次命令,变量x的大小增加1。迫使MATLAB每通过一次循环要花费时间对x分配更多的内存。为了消去这个步骤,For循环的例子应重写为

      

x=zeros(1,10); 
           for n=1:10
           x(n)=sin(n*pi/10);
           end

现在,只有x(n)的值需要改变。

    例1 相传古代印度国王要褒奖他的聪明能干的宰相达依尔(国际象棋发明者),问他要什么?达依尔回答:“陛下只要在国际象棋棋盘的第一个格子上放一粒麦子,第二个格子上放二粒麦子,以后每个格子的麦子数都按前一格的两倍计算。如果陛下按此法给我64格的麦子,就感激不尽,其他什么也不要了。”国王想:“这还不容易!”让人扛了一袋麦子,但很快用光了,再扛出一袋还不够,请你为国王算一下共要给达依尔多少小麦?(1 小麦约 颗)

    解: 麦粒总数为

       

    程序如下:

a=1;
s=0
for i=1:64
    s=s+a;
    a=2*a;
end
s=s/1.4/10^8

运行后得:

s=

   1.3176e+011

2 公元前五世纪我国古代数学家张丘建在《算经》一书中提出了“百鸡问题”:鸡翁一值钱五,鸡母一值钱三,鸡雏三值钱一。百钱买百鸡,问鸡翁、母、雏各几何?

           解 设 x:鸡翁数,则x的范围:0~19

           y:鸡母数,则y的范围:0~33

           z:鸡雏数,则z的范围:0~100

则:

     x+y+z=100

     5x+3y+z/3=100

这是一个不定方程。

for x=0:19
    for y=0:33
        for z=0:100
            if (x+y+z==100)&(5*x+3*y+z/3==100)
                d=[x,y,z]
            end
        end
    end
end

运行后得结果:

d =
     0    25    75
d =
     4    18    78
d =
     8    11    81
d =
    12     4    84

2.While 循环

    与For循环以固定次数求一组命令的值相反,While 循环以不定的次数重复执行一组语句。While循环的一般形式是:

    while 表达式1

       语句1

    end

只要表达式1里的所有元素为真,就执行while和end之间的语句1,否则,就结束循环。通常,表达式的值给出一个标量值,但数组值也同样有效。在数组情况下,当数组的所有元素为真(值不等零)时,就执行语句1,数组中有一个元素为假(值为零),就结束循环。

           例3按下面的公式计算:

          

使误差小于给定的 .

   解: 把 作为误差,程序如下:

error=input('请输入误差:');

x=1;
y=0;
n=1;
while x>error
    y=y+1;
    x=x/n;
    n=n+1;
end
e=y

运行如下:

请输入误差:0.001

e =

    2.7181

3.IF-ELSE-END 结构

    很多情况下,命令的序列必须根据关系的检验有条件地执行。在编程语言里,这种逻辑由某种If-Else-End结构来提供。最简单的If-Else-End结构是:

    if 表达式1

    语句1

    end

    如果在表达式1中的所有元素为真(非零),那么就执行if和end语言之间的语句1。

    假如有两个选择,If-Else-End结构是:

    if 表达式1

        语句1

     else

        语句2

     end

在这里,如果表达式1为真,则执行语句1;如果表达式是假,则执行语句2。

    当有三个或更多的选择时,If-Else-End结构采用形式

     if 表达式1

        语句1

     elseif 表达式2

        语句2

     elseif 表达式3

        语句3

     elseif 表达式4

        语句4

     elseif ……

            .

            .

            .

     else

         语句

     end

    如果表达式1为真,则执行语句1,结束循环;如果表达式1为假,则检验表达式2,如果表达式2为真,则执行语句2,结束循环;如果表达式2为假,则检验表达式3,如此下去,如果所有表达式都为假时,则执行最后的语句。即只执行第一个真值表达式相关的语句;接下来的表达式不检验,跳过其余的If-Else-End结构。而且,最后的else命令可有可无。

4.switch-case-end结构

    如果在一个程序中,必须针对某个变量不同取值情况进行相应操作,switch语句比if else语句更方便。switch语句的一般形式为:

    switch 分支条件(数值或字符串)

    case 数值(或字符串)条件1

          语句1

    case 数值(或字符串)条件2

          语句2

    case 数值(或字符串)条件3

          语句3

    case ...

          ...

    otherwise

          语句

    end

其中分支条件可以是一个函数、变量或者表达式.如果条件1与分支条件匹配就执行语句1,退出循环;否则,检验条件2,如果条件2与分支条件匹配执行语句2,退出循环;否则,检验条件3,...,当所有条件都不与分支条件匹配时就执行最后的语句。注意otherwise是可以省略的。

    例4 在图形界面上放置一个弹出式菜,点击弹出式菜单可以设置曲线颜色。

    解:程序如下:

x=linspace(-6,6,50);
y=sin(x);
h=plot(x,y,'linewidth',4);
h0=uicontrol('position',[600,500,100,30],...
    'style','popupmenu',...
|蓝色|黄色|黑色|青色',...
    'callback',...
    ['v=get(h0,''value'');',...
        'switch v;',...
        'case 1;',...
        'set(h,''color'',''r'');',...
        'case 2;',...
        'set(h,''color'',''b'');',...
        'case 3;',...
        'set(h,''color'',''y'');',...
        'case 4;',...
        'set(h,''color'',''k'');',...
        'case 5;',...
        'set(h,''color'',''c'');',...
        'end;']);