实验03-选择结构程序设计(第4章)

实验03选择结构程序设计（第4章MATLAB程序设计）一、实验目的1.掌握建立和执行M文件的方法。2.掌握利用if语句实现选择结构的方法。3.掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法。4.掌握try语句的使用。二、实验1.（用if）求分段函数的值用if语句实现，分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。文本编辑器中的程序：x=input('请输入x的值:');ifx<0&&x~=-3y=x^2+x-6elseifx<5&&x>=0&&x~=2&&x~=3y=x^2-5*x+6elsey=x^2-x-1end命令窗口中的运行结果：请输入x的值:-5.0y=14请输入x的值:-3.0y=11请输入x的值:1.0y=2请输入x的值:2.0y=1请输入x的值:2.5y=-0.2500请输入x的值:3.0y=5请输入x的值:5.0y=192.（用if、switch）输出成绩等级输入一个百分制成绩，要求输出成绩等级A、B、C、D、E。其中90分~100分为A，80分~89分为B，79分~79分为C，60分~69分为D，60分以下为E。要求：(1)分别用if语句和switch语句实现。(2)要求输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性，对不合理的成绩应输出出错信息。用if语句实现：文本编辑器窗口中的程序：x=input('输入一个百分制成绩：x=');ifx<=100&&x>=90disp('成绩:A')elseifx<=89&&x>=80disp('成绩:B')elseifx>=70&&x<=79disp('成绩:C')elseifx>=60&&x<=69disp('成绩:D')elseifx<60disp('成绩:E')elsedisp('输入内容不符合规则，请输入100以内的整数！')end命令窗口中的运行结果：输入一个百分制成绩：x=78成绩:C输入一个百分制成绩：x=54成绩:E输入一个百分制成绩：x=83成绩:B输入一个百分制成绩：x=63成绩:D输入一个百分制成绩：x=209输入内容不符合规则，请输入100以内的整数！输入一个百分制成绩：x=98成绩:A用switch语句实现：文本编辑器窗口中的程序：grades=input('请输入百分制成绩:grades=');switchfix(grades)casenum2cell(90:100)display('A')casenum2cell(80:89)display('B')casenum2cell(70:79)display('C')casenum2cell(60:69)display('D')casenum2cell(0:59)display('E')otherwisedisplay('输入内容不符合规则，请输入100以内的整数！')end命令窗口中的运行结果：3.工资计算硅谷公司员工的工资计算方法如下：(1)工作时数超过120小时者，超过部分加发15%。(2)工作时数低于60小时者，扣发700元。(3)其余按每小时84元计发。试编程按输入的工号和该号员工的工时数，计算应发工资。文本编辑器窗口中的程序 a=input('员工号:');b=input('工时数:');ifb>=120c=120*84+(b-120)*84*(1+0.15)elseifb<=60c=b*84-700elsec=b*84enddisp(['工号为',num2str(a),'员工应得工资为',num2str(c)])命令窗口中的运行结果：员工号:289工时数:125c=10563工号为289员工应得工资为10563员工号:89工时数:98c=8232工号为89员工应得工资为8232员工号:876工时数:57c=4088工号为876员工应得工资为40884.两位数的加、减、乘、除四则运算设计程序，完成两位数的加、减、乘、除四则运算，即产生两个两位随机整数，再输入一个运算符号，做相应的运算，并显示相应的结果。文本编辑器中的程序：x1=10+(99-10)*rand(1);x2=10+(99-10)*rand(1);m=fix(x1)n=fix(x2)x=input('输入一个运算符:','s');switchxcase{'+'}c=m+n;case{'-'}c=m-n;case{'*'}c=m*n;case{'/'}c=m/n;otherwisec='false';endc命令窗口中运行结果：m=95n=95输入一个运算符:+c=190m=24n=96输入一个运算符:-c=-72m=95n=53输入一个运算符:*c=5035m=81n=22输入一个运算符:/c=3.68185.（用try…catch）建立5×6矩阵，要求输出矩阵第n行元素要求：当n值超过矩阵的行数时，自动转为输出矩阵最后一行元素，并给出出错信息。程序：A=input('输入A的值:')n=input('输入n的值:')tryB=A(n,:);catchB=A(5,:);endBlasterr运行结果：输入A的值:rand(5,6)A=0.44560.67970.95970.25510.54720.25430.64630.65510.34040.50600.13860.81430.70940.16260.58530.69910.14930.24350.75470.11900.22380.89090.25750.92930.27600.49840.75130.95930.84070.3500输入n的值:6n=6B=0.27600.49840.75130.95930.84070.3500ans=AttemptedtoaccessA(6,:);indexoutofboundsbecausesize(A)=[5,6].三、实验提示1.（用if）求分段函数的值用if语句实现，分别输出x=-5.0,-3.0,1.0,2.0,2.5,3.0,5.0时的y值。步骤：(1)点击MATLAB主窗口的“文本编辑器”按钮，弹出“文本编辑器”窗口。(2)在其中输入程序。(3)（建议先将主窗口中的命令窗口提取出来），点击“保存并运行”按钮，系统提示用何文件名保存该程序，可用默认文件名，或自己起文件名，然后程序运行。(4)若程序无语法错误，则在命令窗口中显示运行结果；否则显示的是错误信息。如有错，回到文本编辑器进行修改再运行。本程序要用到input语句，在运行中输入即时数据。注意给出提示信息，下面的参考结果中的‘输入：x=’是提示信息。用到标量逻辑“与”运算符“&&”。注意单个“&”是数组逻辑“与”。本程序要运行7次，因为要输入7个数据，参考结果：本程序中第一行可为：x=input(‘输入：x=’);之后是if…elseif…else…end语句，其中x是自变量，y是因变量。最后一行简单输入个y即可。注意其后不加分号，否则不显示y的值。2.（用if、switch）输出成绩等级参考例4.5用switch。用于取整的函数有fix向0方向取整floor向-∞方向取整ceil向+∞方向取整round四舍五入到最邻近的整数4.两位数的加、减、乘、除四则运算用switch。用if语句处理除数为0。产生两个两位随机整数可参考下例中的相关用法：例4.19（递归与非递归）任意排列问题p74randperm(n)产生一个从整数1到整数n的任意排列。编写函数实现randperm(n)的功能，即给出一个由任意数组成的行向量，然后产生这个行向量元素的任意排列。 %非递归，函数文件functionY=rndprm1(X)%RNDPRM1用for产生一行向量的任意排列%RNDPRM1(X)产生行向量X的任意排列[m,n]=size(X);ifm>1error('RNDPRM1只接受列向量的输入');endY=[];%从一个空矩阵开始l=n;%X的元素个数fori=1:nk=1+fix(l*rand);%随机选择Y的下一个元素的位置，rand等价于rand(1)，0<rand<1x=X(k);%被选择的元素Y=[Y,x];%将x添加到Y中X(k)=[];%从X中删除x元素l=l-1;%更新X的元素个数end5.建立5×6矩阵，要求输出矩阵第n行元素用try…catch…end语句。可用随机函数rand自动生成矩阵。四、教程：第4章MATLAB程序设计（1/3）4.1M文件p564.1.1M文件的分类用MATLAB语言编写的程序，称M文件，扩展名为m。M文件按调用方式分为：命令文件(ScriptFile)函数文件(FunctionFile)两种文件的主要区别：(1)命令文件无输入参数，无返回输出参数；函数文件可带输入参数，可返回输出参数。(2)命令文件对工作空间中的变量操作；函数文件中定义的变量为局部变量，执行完时，它们被清除。(3)命令文件直接执行；函数文件要以函数调用的方式来调用它。例4.1（命令文件、函数文件）互换变量a,b的值。 %程序1：建立命令文件，文件名exch.mclc;clear;%清命令窗口，清工作空间a=1:10;b=[11,12,13,14;15,16,17,18];tmp=a;a=b;b=tmp;ab a=1112131415161718b=12345678910 %程序2：建立函数文件，取文件名fexch.mfunction[x,y]=fexch(a,b)%a,b为局部变量x=b;y=a; %调用函数文件x=1:10;y=[11,12,13,14;15,16,17,18];[x,y]=fexch(x,y) a=1112131415161718b=123456789104.1.2M文件的建立与打开p571．建立新的M文件启动文本编辑器有3种方法：(1)菜单操作从主窗口的“文件”菜单中选“新建”，再选“空白M-文件”。(2)命令操作在命令窗口输入命令edit。(3)命令按钮操作单击主窗口工具栏上的“新建M-文件”按钮。2．打开已有的M文件（4种方法）(1)菜单操作从“文件”菜单中选“打开”，屏幕出现“打开”对话框，再选要打开的M文件。(2)命令操作在命令窗口输入：edit文件名，打开指定的M文件。(3)命令按钮操作单击工具栏上的“打开文件”按钮，再从弹出的对话框中选所需的M文件。(4)在当前目录窗口操作在当前目录窗口双击要打开的文件名。4.2程序控制结构p584.2.1顺序结构按照程序中语句的排列顺序依次执行，直到程序的最后一个语句。1．数据的输入（从键盘输入）A=input(提示信息，选项)；采用's'选项，允许用户输入一个字符串。 A=input('输入矩阵A：');xm=input('输入姓名：','s');Axm 输入矩阵A：[1,2,3;4,5,6]输入姓名：LingmingA=123456xm=Lingming2．数据的输出disp(输出项)输出项既可为字符串，也可为矩阵。例4.2（顺序结构）求一元二次方程ax2+bx+c=0的根p59 %p59clc;a=input('a=');b=input('b=');c=input('c=');d=b*b-4*a*c;x=[-b+sqrt(d),-b-sqrt(d)]/(2*a);disp(['x1=',num2str(x(1)),...',x2=',num2str(x(2))]); a=1b=-5c=6x1=3,x2=23．程序的暂停pause(延迟秒数)pause暂停程序，按任一键程序继续执行。Ctrl+c强行中止程序的运行。4.2.2选择结构p601．if语句（3种格式）(1)单分支if语句 if条件语句组end条件成立，执行语句组；否则不执行语句组。(2)双分支if语句 if条件语句组1else语句组2end条件成立，执行语句组1；否则执行语句组2。例4.3（ifelse）计算分段函数的值p61 clc;x=input('输入x的值:');ifx==10y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);elsey=x*sqrt(x+sqrt(x));endy 输入x的值:10y=10.0543 输入x的值:5y=13.4500(3)多分支if语句 if条件1语句组1elseif条件2语句组2……elseif条件m语句组melse语句组nend语句用于实现多分支选择结构。例4.4（ifelseif）字符转换输出p62输入一个字符：若为大写字母，则输出其小写字母；若为小写字母，则输出其大写字母；若为数字字符，则输出其对应的数值；若为其他字符，则原样输出。 c=input('输入一个字符：','s');ifc>='A'&&c<='Z'%标量“与”用&&disp(char(abs('a')+abs(c)-abs('A')));elseifc>='a'&&c<='z'disp(char(abs('A')+abs(c)-abs('a')));elseifc>='0'&&c<='9'disp(abs(c)-abs('0'));elsedisp(c);end%setstr用char代替，setstr将淘汰 输入一个字符：aA 输入一个字符：Bb 输入一个字符：55 输入一个字符：&&2．switch语句根据达式的取值，分别执行不同的语句。 switch表达式case表达式1语句组1case表达式2语句组2……case表达式m语句组motherwise语句组nend当任意一个分支的语句执行完后，直接执行switch语句的下一句。例4.5（switchcase）打折销售p63某商场对商品实行打折销售，如下（价格用price表示）：price<200没有折扣200≤price<5003%折扣500≤price<10005%折扣1000≤price<25008%折扣2500≤price<500010%折扣5000≤price14%折扣输入所售商品的价格，求其实际销售价格。 price=input('输入商品价格：');switchfix(price/100)case{0,1}%价格<200rate=0;case{2,3,4}%200<=价格<500rate=3/100;casenum2cell(5:9)%500<=价格<1000rate=5/100;casenum2cell(10:24)%1000<=价格<2500rate=8/100;casenum2cell(25:49)%2500<=价格<5000rate=10/100;otherwise%5000<=价格rate=14/100;endprice=price*(1-rate)%输出商品实际销售价格 输入商品价格：2300price=21163．try语句 try语句组1catch语句组2lasterrend·先试探性执行语句组1；·若语句组1在执行过程中出错，则将错误信息赋给lasterr变量，并转去执行语句组2。新用法: try语句组1catchexception语句组2throw(exception);endexception放错误信息，throw(exception)显示exception的内容。例4.6（trycatch）矩阵乘法和点乘p64矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则出错。先求两矩阵乘积，若出错，则转去求两矩阵点乘。 clc;A=[1,2,3;4,5,6];B=[7,8,9;10,11,12];tryC=A*B;catchC=A.*B;lasterr%显示出错原因endC C=71627405572ans=Errorusing==>mtimesInnermatrixdimensionsmustagree.《数学软件》课内实验2013161431001713信科273王平李倩15PAGE1_1234567891.unknown_1234567892.unknown_1234567890.unknown