matlab程序设计——程序流程控制

标签：语句输出 pause 函数 disp 程序流程 fprintf matlab 程序设计

和所有编程语言一样，matlab也有类似的程序控制流程，函数定义与调用等操作，相较于python和c/++，matlab更加特别，其格式与二者皆有出入，尤其需要初学者慎重记忆、区分理解。

相同的，MATLAB的程序流程也无非分为：顺序结构、选择结构、循环结构三种类型

（一）.顺序结构

MATLAB程序设计同样也遵循最基础的IPO原则

输入

MATLAB的input方式不拘一格：

变量名=input("promt")
%promt意为提示词，不可或缺，至少也要添一对引号即a=input("")

例如：

name = input('请输入您的姓名：');
age = input('请输入您的年龄：');
disp(['您好，' name '！']);
disp(['您今年已经 ' num2str(age) ' 岁了。']);

但是有一种特殊的情况，如果读入的是一个式子，例如：

a=6;
b=7;
c=input("")

输入

a*b+b

得到结果

c =

49

此时c会将读入的内容和实际存储的变量进行运算，如果输入的内容中含有未定义的变量，则会报错

x+x
错误使用 input
函数或变量 'x' 无法识别。

输出

matlab的输出方式也不局限于输出方法，任意一个已经定义的变量，运行变量名时，都会输出该变量的值

例如：

a=5
a
%输出5

matlab也有其独特的函数输入方法：disp()、fprintf()

1.disp() 函数：disp() 函数用于在命令窗口中显示文本或变量的值。您可以通过 disp() 函数输出字符串和变量，并可以使用字符串连接、转换函数等来调整输出格式。

disp(x)

例如：

A = magic(3);
disp(A)
 %  8     1     6
 %  3     5     7
 %  4     9     2

2.fprintf() 函数：fprintf() 函数允许您按照格式化字符串的方式输出结果。您可以指定格式控制符号来控制输出的宽度、精度、对齐方式等。

fprintf(fileID,formatSpec,A1,...,An)

注：其中，fileID表示文件标识符，如果要将输出内容输出到命令窗口，则可以使用1作为标识符；formatSpec表示输出格式；A1,...,An表示要输出的数据或字符串。

例如：

A = magic(3);
fprintf('%d %d %d %d\n',A')
%8 1 6 3
%5 7 4 9
%2

在这个例子中A生成了一个三阶矩阵，正常情况下，应该生成一个三成三列的结果，但是由于我们指定的格式控制是'%d %d %d %d\n'，也就是每行输出四个后换行，这样就改变了原本数据类型的格式来输出，但是变量本身并没有发生改变，只是输出出来的结果发生了格式变动。

而对于其中的格式化字符，除了提到的"%d"之外还有：

%d：输出整数
%f：输出浮点数,其中%n.mf代表总输出宽度为n，保留m个字符。
%e：以科学计数法输出浮点数
%s：输出字符串
%c：输出字符
%u：输出无符号整数
%o：输出八进制数
%x 或 %X：输出十六进制数（小写或大写）
%g：根据数值的大小自动选择 %f 或 %e 格式

例如：

fprintf('整数：%d\n', 42);
fprintf('浮点数：%f\n', 3.14159);
fprintf('科学计数法：%e\n', 1.23e-4);
fprintf('字符串：%s\n', 'Hello, World!');
fprintf('字符：%c\n', 'A');
x = 3.14159;fprintf('输出的数字为：%6.2f\n', x);

输出：

整数：42
浮点数：3.141590
科学计数法：1.230000e-04
字符串：Hello, World!
字符：A
输出的数字为：  3.14

对比以上两种方法，如果想要输出的数字为复数，建议最好采用disp函数，fprintf会麻烦一点，不能直接输出。

程序暂停（仅供了解）

在 MATLAB 中， `pause` 函数用来在程序执行过程中暂停一段时间。`pause` 函数可以接受一个参数，该参数是指定的暂停时间，单位为秒。

pause(5); % 暂停程序执行 5 秒钟

如果你希望程序在暂停期间等待用户按下任意键才继续执行，可以使用以下方式：

pause; % 等待用户按下任意键
disp('继续执行下一步');

不仅如此，`pause on` 和 `pause off` 耶用来控制程序暂停行为，它们会影响 `pause` 函数在程序执行过程中的行为。

pause on

当使用 `pause on` 命令时，表示允许后续的pause命令有效，即程序在调用 `pause` 函数时会等待用户按下任意键后才继续执行。

pause off

当使用 `pause off` 命令时，表示后续的pause命令无效，即程序在调用 `pause` 函数时不会等待，而是自动继续执行后续代码。
例如：

pause on; % 启用用户交互模式（默认设置）
disp('这是第一条信息');
pause;
disp('这是第二条信息');

pause off; % 禁用用户交互模式
disp('这是第三条信息');
pause;
disp('这是第四条信息');

在这个例子中，第一次调用 `pause` 时，如果处于 `pause on` 状态，程序会等待用户按下任意键；而第二次调用 `pause` 时，如果处于 `pause off` 状态，程序会自动继续执行后续代码。

注：在使用 `pause` 相关的函数时，要确保不会在循环中长时间暂停，以免影响程序的响应性，长时间的暂停可能会导致 MATLAB 响应异常，因此请谨慎使用。（如果想强行终止程序的运行，可以使用Ctrl+C）

（二）.选择结构

在MATLAB中，实现选择结构可以分为两种语句：条件语句(if)和情况切换语句(switch)

条件语句

条件语句可分为：单分支、双分支和多分支

单分支
```
if  ···
    语句
end
```
双分支
```
if ···
   语句
else 
   语句
end
```
多分支
```
if ···
   语句
elseif ···
   语句
elseif ···
   语句
···
else
   语句
end
```
注，如果if后面跟的不是标量时，需要当矩阵的所有值均为非零，判断才为真（True）

情况切换语句

MATLAB的情况切换语句和c++相类似

switch 变量
   case 值1
       语句1
   case 值2
       语句2
   case 值3
       语句3
   ···
   otherwise
       语句n
end

当变量的值等于case后面的值时执行该case下的语句，如果没有case符合，则执行otherwise下的语句

（三）.循环结构

类似的，MATLAB的循环结构耶依赖for或while实现，但是具体的实现略有不同

for语句

for 循环体
   语句
end

其中循环体的形式可以有很多种：
例如：

%1.
for k=1:20      %从1循环到20

%2.
x=[7 3 10 5]
for x           %用矩阵元素进行循环

当然，for语句是可以进行嵌套的

while语句

while 循环条件
   语句
end

while的循环条件可以是一个判断语句，也可以是一个数据列

x=[2 1 5 4 8 0 2 5]
while x
    语句
end

在这个例子里面，while直接遍历x中存储的数据，当遍历到0时，自动跳出循环。

break &continue语句

break和continue是作为一类控制程序执行通断的语句，用来在适当条件下调整程序的运行。

break语句用来终止语句执行，当循环体内部执行break时，程序跳出循环，继续执行循环语句的下一语句。

continue语句用来跳过某些语句，当循环体内部执行continue时，程序跳过循环体中所有剩下的语句，继续执行下一循环。

（四）嵌套

选择结构和循环结构都可以相互结合嵌套使用，无论是在循环中选择还是在选择中循环都是可以实现的，如果使用到了continue或break语句，则尤其需要注意结构合理与否，否则会造成意想不到的错误。

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