第4章MatLab的程序设计MatLab是一个工具、开发平台，同时它也是一门编程语言。
与在命令窗口用交互的方式工作相比，通过程序运行来解决实际问题，其效率更高，因此，凡是复杂的、大型的应用都是以程序的方式执行。
相对其它高级语言，MatLab更简单、编程的效率更高、调试过程也更容易。
MatLab中的程序文件是以m为后缀，所以通常将MatLab的程序文件称为m文件。
MatLab提供了两种形式的m文件，即：脚本（Script）式m文件（就简称m文件）、函数型m文件。
在MatLab中已经嵌入了一个功能强大的集成开发环境——m文件编辑器，用它来进行程序的编辑、修改、调试、运行等，完成应用开发工作。
4.1 MatLab程序设计基础通过前面内容的学习，大家对MatLab已经有了一个初步的认识和印象，到目前为止，我们都是在“命令”窗口中，以交互的方式运行，完成我们的工作。
实际上简单的m文件，就是一个批处理程序，它是若干条命令的集合。
例：4.1.1 M文件规则和属性函数M文件必须遵循一些特定的规则。
除此之外，它们有许多的重要属性，这其中包括：1. 函数名和文件名必须相同。
例如，函数fliplr存储在名为fliplr.m文件中。
2. MATLAB头一次执行一函数个M文件时，它打开相应的文本文件并将命令编辑成存储器的内部表示，以加速执行以后所有的调用。
如果函数包含了对其它函数M文件的引用，它们也同样被编译到存储器。
普通的脚本M文件不被编译，即使它们是从函数M文件内调用；打开脚本M文件，调用一次就逐行进行注释。
页脚内容13. 在函数M文件中，到第一个非注释行为止的注释行是帮助文本。
当需要帮助时，返回该文本。
例如，» help fliplr返回上述前八行注释。
4. 第一行帮助行，名为H1 行，是由lookfor命令搜索的行。
5. 函数可以有零个或更多个输入参量。
函数可以有零个或更多个输出参量。
6. 函数可以按少于函数M文件中所规定的输入和输出变量进行调用，但不能用多于函数M文件中所规定的输入和输出变量数目。
如果输入和输出变量数目多于函数M文件中function语句一开始所规定的数目，则调用时自动返回一个错误。
相对于函数m文件，脚本式m文件就简单多了，它没有严格的格式要求，只要将有关的命令或函数一一敲入即可，但是还是有几个问题需要注意：1. m文件的名称不得与MatLab的内部函数同名、第一个字符不得为数字（这点与变量的命名规则相同）；2. 最好在文件的头部加上注释，对该m文件的作用、功能作一个简要说明，而在一些重要命令行后也加上注释行，以方便使用者阅读、查找；3. 要特别注意m文件的保存路径或位置，如果不是保存在MatLab默认的路径下，可以使用addpath函数来设置、添加路径，否则，m文件不能运行。
脚本式m文件与函数m文件还有一个重要区别：脚本式m文件中的变量均为全局变量，而函数m文件中的变量则是局部变量。
这可以从这两种程序文件运行后在Workspace中留下痕迹看出。
当然，在函数m文件中也可以专门将某些变量定义为全局变量（关键字是：global）。
不过，在使用全局变量（函数m文件中）时应特别注意：①.全局变量需要函数体的变量赋值语句之前定义或说明；②.全局变量名最好是大写，而且要尽量长，能反映它本身的含义；页脚内容2③.实际编程时，全局变量也要尽可能少用，因为一旦它在一个地方被改变，那么其它包括该变量的函数中都得改变，有时可能会出现意想不到情况。
4.1.2 M文件的组成函数M文件实例：function f=fact（n）%函数定义行%Compute a factorial value %H1行%FACT （N）return the factorial of N，%usually denoted by N %帮助文本%Put simply，FACT （N）is PROD （1:N ）%注释f=prod （1:N ）; %函数体一个完整的函数M文件通常包括：①. 函数定义行：定义函数名以及输入、输出变量的数目和顺序；②. H1行：对该函数进行概括性的描述（可用help和Lookfor命令调出此行）；③. 帮助文本：这是比H1行更详细的帮助信息，使用help命令时与H1行一起显示；④. 函数体：这是函数M文件的主要部分，程序的功能都在此部分实现；⑤. 注释：对程序行的意义进行解释（与H1行一样都是用%开头）。
有的函数M文件还包含return语句！页脚内容34.1.3 M文件编辑器介绍1. m文件编辑器的启动★在命令窗口中敲入：edit★点击工具栏中的新建图标★从菜单file/new/M-file中启动2. m文件编辑器的界面★菜单栏★工具栏★编辑窗口3. m文件的运行★在m文件编辑器内★在命令窗口中运行在命令窗口直接输入m文件名，回车即可，但函数m文件通常还必须带参数才能运行，也可以利用feval函数来运行函数m文件，其格式如下：feval('functionname', arg1, arg2, ...)对于脚本式m文件，还可以用run函数在命令窗口中运行存在的m文件。
格式：run ‘m文件名’（不必带文件的后缀）页脚内容44.1.4 对函数M文件的调用凡是以函数m文件形式保存的程序文件，均可以被其它函数m文件或脚本m文件所调用。
例：①先定义一个函数m文件：%计算阶乘function y=jiech(n)y=1;for i=1:ny=y*i;end②编写m文件实现对上述函数m文件的调用：function z=dy(n)z=log(jiech(n));4.1.5数据类型与结构MatLab的数据类型前面已经介绍，下面是它们之间的关系图：页脚内容5MatLab中结构（教材中称构架）的概念和C语言中的类似，它也包含一个或多个域（数据容器），每个域可以包含任何类型的数据（这一点与单元数组又相似），且相互独立。
下面通过实例来说明如何建立并访问结构。
用结构建立学生的数据记录。
①.例1：在命令窗口直接创建（或用m文件编辑器）创建。
student.num=20070135;='李四';student.age=20;student.weight=67;student.height=1.68;student.test=[90 85 76 63 88 54 79];从这个例子可以看出结构建立的方法：直接建立结构和各个域，同时给各域赋值（也可以不赋值），结构和域之间用点“.”连接。
②.用关键字“struct”创建，格式如下：页脚内容6s = struct('field1', values1, 'field2', values2, ...)例2：用关键字“struct”创建。
student=struct('num',20070135,'name','zhangsan','weight',1.68,'height',75,'test',…[98 87 65 95 78])③.结构的操作★结构域的访问★结构域的添加、修改直接添加或用函数setfield()添加；直接修改或用函数setfield()修改。
★结构域的删除用函数rmfield()删除某个域。
格式：s=rmfield(s,'fieldname')4.2 MatLab程序的控制程序的流程控制是高级语言中必不可少、也是非常重要的部分，要编写出高质量的程序，实现对复杂系统的控制、仿真，这一点也是必须掌握的。
MatLab提供了多种控制结构，包括：顺序结构、选择(分支)结构以及循环结构，每种结构都有各自的控制机制，利用它们及其它们的组合可以实行功能强大的、复杂的应用。
4.2.1顺序结构顺序结构最简单，它是一种最基础的程序结构，也是最遵循逻辑思路的程序代码结构，批处理文件就页脚内容7是典型的顺序语句文件。
这种语句不需要任何特殊的流控制，按照语句的排列顺序，一条一条的执行，直至结束。
例：4.2.2选择（或分支）结构如果程序中需要根据一定条件来执行不同的操作时，可以使用条件语句来构成选择或分支结构。
在MatLab中可利用if语句来实现这种结构。
if语句的结构通常有以下三种形式：1.单分支结构：这种分支结构最简单，格式为：if 表达式语句end它只有一个判断语句，当表达式为真时，就执行语句，否则就不执行。
例：function f=ifone(x)if x>=0fprintf('%f is a Positive number.\n',x);end2.双分支结构：页脚内容8此时，采用if-else-end结构，语法是：if 表达式语句1else语句2end即：表达式为真，系统执行语句1，否则将转入语句2执行。
例：将上面的例子扩充function f=ifone(x)if x>=0fprintf('%f is a positive number.\n',x);elsefprintf('%f is a negative number.\n',x);end3.多分支结构：仍采用if-else-end结构，但语法上略有不同，形式如下：if 表达式1页脚内容9语句1 %表达式1为真执行语句1 elseif 表达式2语句2 %表达式2为真执行语句2 elseif表达式3语句3 %表达式3为真执行语句3……else语句n %所有表达式为假执行语句n end例：编写一个成绩打印程序。
function f=chengji(x)if x>=90fprintf('%d 分，成绩为优\n',x)elseif x>=80fprintf('%d 分，成绩为良\n',x)elseif x>=70fprintf('%d 分，成绩为中\n',x)页脚内容10elseif x>=60fprintf('%d 分，成绩为及格\n',x)elsefprintf('%d 分，成绩为不及格\n',x)end4.2.3开关语句（Switch分支结构）开关语句实际上也是分支结构的一种，是一种多选择的分支语句，作用与上面介绍的多分支结构相似，这是MatLab6.0以上版本新增加的功能。
该结构的一般调用格式如下：Switch expressionCase value1StatementsCase value2Statements……………….OtherwiseStatements页脚内容11end例：采用switch结构的一个简单应用。