Лабораторная работа № 3. Создание и использование m-файлов: сценариев и простейших файл - функций

Создание и использование m-файлов: сценариев и простейших файл - функций. Отладка программ. Сценарии. Установка путей поиска. Функции. Глобальные переменные. Редактор/отладчик m-файлов.

Работа из командной строки MATLAB затруднена, если требуется вводить много команд и часто их изменять. Ведение дневника при помощи команды diary и сохранение рабочей среды лишь незначительно облегчает работу. Самым удобным способом выполнения команд MATLAB является использование М-файлов, в которых можно набирать команды, выполнять их все сразу или частями, сохранять в файле и использовать в дальнейшем. Для работы с М-файлами предназначен редактор М-файлов. При помощи этого редактора можно создавать собственные функции и вызывать их, в том числе и из командной строки.

М-файлы в MATLAB бывают двух типов: файл-программы (Script M-Files), содержащие последовательность команд, и файл-функции (Function M-Files), в которых описываются функции, определяемые пользователем.

Скрипты (Script M-Files) – цепочки команд MATLAB, сохраненные в текстовый файл с расширением m, так называемый m-файл.

Особенности скриптов:

o работают только с переменными рабочего пространства;

o могут обращаться к любым стандартным и нестандартным функциям;

o несколько скриптов могут работать последовательно друг за другом, передавая данные следующему скрипту через общее рабочее пространство или запоминая промежуточные результаты в файлах;

o в скриптах отсутствуют локальные переменные.

Скрипт может быть подготовлен в любом текстовом редакторе и сохранен с расширением m или с помощью встроенного в MATLAB редактора m-файлов, вызываемого по команде "File/New/M-file";.

Функции (Function M-Files) – более удобная разновидность скриптов, первой строкой которых является заголовок, использующий оператор function.

Особенности функций:

o могут получать исходные данные в виде списка входных параметров и возвращать результаты своей работы также в виде списка выходных параметров;

o возможен доступ к глобальным переменным рабочего пространства (через оператор global);

o все переменные, появляющиеся в теле функции, являются локальными;

o имя m-файла должно совпадать с именем функции.

В любом m-файле можно описать несколько функций, но извне можно вызвать только первую. Остальные функции называются подфункциями.

MATLAB выполняет m-файлы, как правило в режиме интерпретации, что существенно снижает скорость работы по сравнению с компилирующими системами. Для повышения производительности MATLAB при первом обращении к скрипту (функции) формирует псевдокод (p-code), который остается в оперативной памяти либо до конца сеанса, либо до очистки оперативной памяти одной из следующих команд.

Любой m-файл может быть превращен в псевдокод с помощью процедуры pcode: pcode имя_m-файла. Результатом работы является двоичный файл с тем же именем и расширением p.

Комментарии

Комментарии в m -файлах начинаются с символа %. Могут находиться сначала строки или правее любого оператора.

Первая группа строк с подряд идущими комментариями до пустой строки образует текст, выдаваемый в командном окне по команде help с именем m-файла.

Параметры функций

В языке MATLAB входные и выходные аргументы функций четко разделены.

Все входные параметры используют позиционный принцип и задаются в круглых скобках после имени функции. Для переменного числа аргументов MATLAB упаковывает все входные параметры в массив ячеек с именем varargin, а количество передаваемых аргументов – в глобальной переменной nargin.

Все выходные параметры объявляются как массив результатов и в операторах присваивания обычно записываются в квадратных скобках. Для переменного числа аргументов используется запись заголовка

function [varargout]=имя_функции(аргументы)

то есть результаты работы функции должны присваиваться компонентам массива ячеек varargout. При этом к функции можно обращаться с разным количеством выходных параметров:

[y1,y2,y3]=имя_функции(аргументы)

w1=имя_функции(аргументы)

Через переменную nargout передают требуемое число результатов.

Например, функция polyline.m получает массив переменной длины с координатами точек (x,y1), (x2,y2),… и строит ломаную линию, соединяющую эти точки.

Построение графиков в MATLAB.

Цель работы:

1. Построение графиков функций.

2. Получение практических навыков работы в диалоговом режиме.

Задание к работе

Задача 1.

1. Вводим текст в виде комментария, как заглавие программы.

2. Вводим исходные данные.

3. Задаем изменение аргумента.

4. Вычисляем значения функций 1 и 2 для аргумента в заданном интервале.

5. Выводим графики функций одновременно на одном графике в декартовых координатах. Для разных графиков использовать разный тип линий.

Задача 2.

1. Пункты 1...4 задачи 1.

2. Выводим графики функций в двух подокнах на одном графике. Графики в столбиковом формате.

 

№	Функция 1	Функция 2	a	b	h
	y = sin(x)	z = exp(x+3)/5000 - 1	-2π;	2π;	π/20

 

Функция 1 y = sin(x)

Функция 2 z = exp(x+3)/5000 - 1

Начальное значение аргумента a = -2p

Конечное значение аргумента b = 2p

Шаг изменения аргумента h = p/20

 

Задача 1:

 

 

Рисунок 1 – Выполнение задачи 1

 

 

Рисунок 2 – Figure 1 Рисунок 3 – Figure 2

 

Задача 2:

 

 

Рисунок 4 – Выполнение задачи 2

 

 

 

Рисунок 5 – Figure 1(задача 2)