Управляющие структуры языка MATLAB
Поскольку язык программирования системы MATLAB ориентирован на структурное программирование, в нем нет номеров строк и программных операторов безусловного перехода GO TO. Имеются лишь управляющие структуры следующих типов: условных выражений if... else...elseif...end, циклы for...end и while...end.
С позиций теории структурного программирования этих средств достаточно для решения любых задач. В MATLAB имеются также операторы-переключатели типа case.
Для создания программ необходимы специальные управляющие структуры
Функции ввода-вывода
Для ввода пользователем значений переменных служит функция input. При использовании
данной функции в следующем виде:
d=input(’Введите значение переменной d=’);
переменной d присваивается значение, введенное пользователем после запроса ’введите значение переменной’.
При выполнении этой функции она останавливает вычисления и ожидает ввода значения.
Для вывода на экран текста и значений переменных служит функция disp:
disp(’pi=’); disp(pi)
Условный оператор
Условный оператор if в общем виде записывается следующим образом:
if Условие,
Инструкции_1,
elseif Условие,
Инструкции_2,
else
Инструкции_3,
end
Эта конструкция допускает несколько частных вариантов. Простейший:
if Условие
Инструкции
end
Пока Условие возвращает логическое значение 1 (то есть "истина"), выполняются Инструкции, составляющие тело структуры if...end. При этом оператор end указывает на конец перечня инструкций. Инструкции в списке разделяются оператором , (запятая) или ; (точка с запятой). Если Условие не выполняется (дает логическое значение 0, "ложь"), то Инструкции также не выполняются.
Еще одна конструкция
if Условие,
Инструкции_1,
else
Инструкции_2,
end
выполняет Инструкции_1, если выполняется Условие, или Инструкции_2 в противном случае.
Условия записываются в виде:
Выражение_1 Оператор_отношения Выражение_2,
причем в качестве Операторов_отношения используются следующие операторы: ==, <, >, <=, >= или ~=. Все эти операторы представляют собой пары символов без пробелов между ними.
Задание 1: Создайте m-файл и проверьте работоспособность программы: вычисление корней квадратного уравнения.
% Решение квадратного уравнения
a=input(’Input coefficient a=’);
b=input(’Input coefficient b=’);
c=input(’Input coefficient c=’);
% Вычисление дискриминанта
d= b^2-4*a*c;
if d>0
disp(’Корни вещественны’)
disp(’x1=’), disp((-b+sqrt(d))/(2*a))
disp(’x2=’), disp((-b-sqrt(d))/(2*a))
elseif d==0
disp(’Кратные корни’)
disp(’x1=x2=’), disp(-b/(2*a))
else
disp(’Корни комплексные’)
disp(’x1=’), disp((-b+sqrt(d))/(2*a))
disp(’x2=’), disp((-b-sqrt(d))/(2*a))
end
%Конец программы
Циклы типа for...end
Циклы типа for...end обычно используются для организации вычислений с заданным числом повторяющихся циклов. Конструкция такого цикла имеет следующий вид:
for vаr=Выражение,
Инструкция,
...,
Инструкция,
end
Выражение чаще всего записывается в виде s:d:e, где s - начальное значение переменной цикла var, d - приращение этой переменной и е - конечное значение управляющей переменной, при достижении которого цикл завершается. Возможна и запись в виде s:е (в этом случае d=1).
Список выполняемых в цикле инструкций завершается оператором end. Возможно создание вложенных циклов.
Задание 2: Создайте m-файл-функцию и проверьте работоспособность программы: вычисление факториала (m-файл должен иметь имя factorial.m).
function v=factorial(n)
% Факториал
if n==0
v=1;
else
v=1;
for i=1:n,
v= v*i;
end,
end
Циклы типа while...end
Цикл типа while выполняется до тех пор, пока выполняется Условие:
while Условие,
Инструкции
End
Задание 3: Создайте m-файл и проверьте работоспособность программы: приближенное вычисление бесконечной суммы.
% Вычисление числа \pi=4*(1-1/3+1/5-1/7+…)
% Из-за медленной сходимости ряда точность eps не рекомендуется брать меньше 0.0001
eps=input(’задайте точность’)
s=0;
k=0;
while 1/(2*k+1)>eps
s=s+(-1)^k/(2*k+1);
k=k+1;
end
disp(’pi=’),
disp(s*4)
Конструкция переключателя
Для осуществления множественного выбора (или ветвления) используется конструкция с переключателем типа switch:
switch switch_Bыражение
case саsе_Выражение
Список_инструкций
case {саsе_Выражение1, cаsе_Выражение2, саsе_ВыражениеЗ,...}
Список_инструкций
otherwise
Список_инструкций
end
Если выражение после заголовка switch имеет значение одного из выражений саsе_Выражение, то выполняется блок операторов case, в противном случае - список инструкций после оператора otherwise. При выполнении блока case исполняются те списки инструкций, для которых саsе_Выражение совпадает со switch_Выражением.
Задание 4:Создайте m-файл для реализации программы, использующей конструкцию переключателя.