第 3章 MATLAB程序设计
3.1 M文件
3.2 程序控制结构
3.3 函数文件
3.4 程序举例
3.5 程序调试
3.1 M文件
3.1.1 M文件概述
用 MATLAB语言编写的程序，称为 M
文件。 M文件可以根据调用方式的不
同分为两类：命令文件 (Script File)和
函数文件 (Function File)。
例 3-1 分别建立命令文件和函数文件，将华
氏温度 f转换为摄氏温度 c。
程序 1：
首先建立命令文件并以文件名 f2c.m存盘。
clear; %清除工作空间中的变量
f=input('Input Fahrenheit temperature,');
c=5*(f-32)/9
然后在 MATLAB的命令窗口中输入 f2c，将会
执行该命令文件，执行情况为：
Input Fahrenheit temperature,73
c =
22.7778
程序 2：
首先建立函数文件 f2c.m。
function c=f2c(f)
c=5*(f-32)/9
然后在 MATLAB的命令窗口调用该函数文件。
clear;
y=input('Input Fahrenheit temperature,');
x=f2c(y)
输出情况为：
Input Fahrenheit temperature,70
c =
21.1111
x =
21.1111
3.1.2 M文件的建立与打开
M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序
来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用
MATLAB提供的文本编辑器。
1．建立新的 M文件
为建立新的 M文件，启动 MATLAB文本编辑器有
3种方法：
(1) 菜单操作。从 MATLAB主窗口的 File菜单中选
择 New菜单项，再选择 M-file命令，屏幕上将出现
MATLAB 文本编辑器窗口。
(2) 命令操作。在 MATLAB命令窗口输入命令 edit，
启动 MATLAB文本编辑器后，输入 M文件的内容
并存盘。
(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB主窗口工具栏
上的 New M-File命令按钮，启动 MATLAB文本编
辑器后，输入 M文件的内容并存盘。
2．打开已有的 M文件
打开已有的 M文件，也有 3种方法：
(1) 菜单操作。从 MATLAB主窗口的 File菜
单中选择 Open命令，则屏幕出现 Open对话
框，在 Open对话框中选中所需打开的 M文
件。在文档窗口可以对打开的 M文件进行
编辑修改，编辑完成后，将 M文件存盘。
(2) 命令操作。在 MATLAB命令窗口输入
命令,edit 文件名，则打开指定的 M文件。
(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB主窗口
工具栏上的 Open File命令按钮，再从弹出
的对话框中选择所需打开的 M文件。
3.2 程序控制结构
3.2.1 顺序结构
1．数据的输入
从键盘输入数据，则可以使用 input函数来进
行，该函数的调用格式为：
A=input(提示信息，选项 )；
其中提示信息为一个字符串，用于提示用户 输入什么样的数据。
如果在 input函数调用时采用 's'选项，则允
许用户输入一个字符串。例如，想输入一
个人的姓名，可采用命令：
xm=input('What''s your name?','s');
2．数据的输出
MATLAB提供的命令窗口输出函
数主要有 disp函数，其调用格式为
disp(输出项 )
其中输出项既可以为字符串，也可
以为矩阵。
例 3-2 输入 x,y的值，并将它们的值互换后
输出。
程序如下：
x=input('Input x please.');
y=input('Input y please.');
z=x;
x=y;
y=z;
disp(x);
disp(y);
例 3-3 求一元二次方程 ax2 +bx+c=0的根。
程序如下：
a=input('a=?');
b=input('b=?');
c=input('c=?');
d=b*b-4*a*c;
x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)];
disp(['x1=',num2str(x(1)),',x2=',num2str(x(2))]);
3．程序的暂停
暂停程序的执行可以使用 pause函数，
其调用格式为：
pause(延迟秒数 )
如果省略延迟时间，直接使用 pause，
则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。
若要强行中止程序的运行可使用
Ctrl+C命令。
3.2.2 选择结构
1,if语句
在 MATLAB中,if语句有 3种格式。
(1) 单分支 if语句：
if 条件
语句组
end
当条件成立时，则执行语句组，执行完之后
继续执行 if语句的后继语句，若条件不成立，
则直接执行 if语句的后继语句。
(2) 双分支 if语句：
if 条件
语句组 1
else
语句组 2
end
当条件成立时，执行语句组 1，否则执行语
句组 2，语句组 1或语句组 2执行后，再执行
if语句的后继语句。
例 3-4 计算分段函数的值。
程序如下：
x=input('请输入 x的值,');
if x<=0
y= (x+sqrt(pi))/exp(2);
else
y=log(x+sqrt(1+x*x))/2;
end
Y
(3) 多分支 if语句：
if 条件 1
语句组 1
elseif 条件 2
语句组 2
……
elseif 条件 m
语句组 m
else
语句组 n
end
语句用于实现多分支选择结构。
例 3-5 输入一个字符，若为大写字母，则输出其
对应的小写字母；若为小写字母，则输出其对应
的大写字母；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('请输入一个字符 ','s');
if c>='A' & c<='Z'
disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));
elseif c>='a'& c<='z'
disp(setstr(abs(c)- abs('a')+abs('A')));
elseif c>='0'& c<='9'
disp(abs(c)-abs('0'));
else
disp(c);
end
2,switch语句
switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不
同的语句，其语句格式为：
switch 表达式
case 表达式 1
语句组 1
case 表达式 2
语句组 2
……
case 表达式 m
语句组 m
otherwise
语句组 n
end
当表达式的值等于表达式 1的值时，
执行语句组 1，当表达式的值等于
表达式 2的值时，执行语句组 2,…,
当表达式的值等于表达式 m的值时，
执行语句组 m，当表达式的值不等
于 case所列的表达式的值时，执行
语句组 n。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 3-6 某商场对顾客所购买的商品实行打折
销售，标准如下 (商品价格用 price来表示 )：
price<200 没有折扣
200≤price<500 3% 折扣
500≤price<1000 5% 折扣
1000≤price<2500 8% 折扣
2500≤price<5000 10% 折扣
5000≤price 14% 折扣
输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
程序如下：
price=input('请输入商品价格 ');
switch fix(price/100)
case {0,1} %价格小于 200
rate=0;
case {2,3,4} %价格大于等于 200但小于 500
rate=3/100;
case num2cell(5:9) %价格大于等于 500但小于 1000
rate=5/100;
case num2cell(10:24) %价格大于等于 1000但小于 2500
rate=8/100;
case num2cell(25:49) %价格大于等于 2500但小于 5000
rate=10/100;
otherwise %价格大于等于 5000
rate=14/100;
end
price=price*(1-rate) %输出商品实际销售价格
3,try语句
语句格式为：
try
语句组 1
catch
语句组 2
end
try语句先试探性执行语句组 1，如果语句组 1
在执行过程中出现错误，则将错误信息赋
给保留的 lasterr变量，并转去执行语句组 2。
例 3-7 矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则
会出错。先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转
去求两矩阵的点乘。
程序如下：
A=[1,2,3;4,5,6]; B=[7,8,9;10,11,12];
try
C=A*B;
catch
C=A.*B;
end
C
lasterr %显示出错原因
3.2.3 循环结构
1,for语句
for语句的格式为：
for 循环变量 =表达式 1:表达式 2:表达式 3
循环体语句
end
其中表达式 1的值为循环变量的初值，表达式
2的值为步长，表达式 3的值为循环变量的
终值。步长为 1时，表达式 2可以省略。
例 3-8 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本
身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。
程序如下：
for m=100:999
m1=fix(m/100); %求 m的百位数字
m2=rem(fix(m/10),10); %求 m的十位数字
m3=rem(m,10); %求 m的个位数字
if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3
disp(m)
end
end
例 3-9 已知,当 n=100时，求 y的值。
程序如下：
y=0;
n=100;
for i=1:n
y=y+1/(2*i-1);
end
y
在实际 MATLAB编程中，采用循环语句会
降低其执行速度，所以前面的程序通常由
下面的程序来代替：
n=100;
i=1:2:2*n-1;
y=sum(1./i);
y
for语句更一般的格式为：
for 循环变量 =矩阵表达式
循环体语句
end
执行过程是依次将矩阵的各列元
素赋给循环变量，然后执行循环体
语句，直至各列元素处理完毕。
例 3-10 写出下列程序的执行结果。
s=0;
a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];
for k=a
s=s+k;
end
disp(s');
2,while语句
while语句的一般格式为：
while (条件 )
循环体语句
end
其执行过程为：若条件成立，则执行
循环体语句，执行后再判断条件是否
成立，如果不成立则跳出循环。
例 3-11 从键盘输入若干个数，当输入 0时结束输入，求这
些数的平均值和它们之和。
程序如下：
sum=0;
cnt=0;
val=input('Enter a number (end in 0):');
while (val~=0)
sum=sum+val;
cnt=cnt+1;
val=input('Enter a number (end in 0):');
end
if (cnt > 0)
sum
mean=sum/cnt
end
3,break语句和 continue语句
与循环结构相关的语句还有 break语句和
continue语句。它们一般与 if语句配合使用。
break语句用于终止循环的执行。当在循环体
内执行到该语句时，程序将跳出循环，继
续执行循环语句的下一语句。
continue语句控制跳过循环体中的某些语句。
当在循环体内执行到该语句时，程序将跳
过循环体中所有剩下的语句，继续下一次
循环。
例 3-12 求 [100,200]之间第一个能被 21整除
的整数。
程序如下：
for n=100:200
if rem(n,21)~=0
continue
end
break
end
n
4．循环的嵌套
如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为
循环的嵌套，或称为多重循环结构。
例 3-13 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为
完数，如 6=1+2+3，所以 6是完数。求 [1,500]之间的全部完
数。
for m=1:500
s=0;
for k=1:m/2
if rem(m,k)==0
s=s+k;
end
end
if m==s
disp(m);
end
end
3.3 函数文件
3.3.1 函数文件的基本结构
函数文件由 function语句引导，其基本结构
为：
function 输出形参表 =函数名 (输入形参表 )
注释说明部分
函数体语句
其中以 function开头的一行为引导行，表示该
M文件是一个函数文件。函数名的命名规
则与变量名相同。输入形参为函数的输入
参数，输出形参为函数的输出参数。当输
出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。
例 3-14 编写函数文件求半径为 r的圆的面积和周
长。
函数文件如下：
function [s,p]=fcircle(r)
%CIRCLE calculate the area and perimeter of a
circle of radii r
%r 圆半径
%s 圆面积
%p 圆周长
%2004年 7月 30日编
s=pi*r*r;
p=2*pi*r;
3.3.2 函数调用
函数调用的一般格式是：
[输出实参表 ]=函数名 (输入实参表 )
要注意的是，函数调用时各实参出现
的顺序、个数，应与函数定义时形参
的顺序、个数一致，否则会出错。函
数调用时，先将实参传递给相应的形
参，从而实现参数传递，然后再执行
函数的功能。
例 3-15 利用函数文件，实现直角坐标 (x,y)与极坐
标 (ρ,θ)之间的转换。
函数文件 tran.m：
function [rho,theta]=tran(x,y)
rho=sqrt(x*x+y*y);
theta=atan(y/x);
调用 tran.m的命令文件 main1.m：
x=input('Please input x=:');
y=input('Please input y=:');
[rho,the]=tran(x,y);
rho
the
在 MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数
可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数
调用它自身称为函数的递归调用。
例 3-16 利用函数的递归调用，求 n！。
n!本身就是以递归的形式定义的：
显然，求 n!需要求 (n-1)!，这时可采用递归调
用。递归调用函数文件 factor.m如下：
function f=factor(n)
if n<=1
f=1;
else
f=factor(n-1)*n; %递归调用求 (n-1)!
end
3.3.3 函数参数的可调性
在调用函数时,MATLAB用两个永久
变量 nargin和 nargout分别记录调用该
函数时的输入实参和输出实参的个数。
只要在函数文件中包含这两个变量，
就可以准确地知道该函数文件被调用
时的输入输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。
例 3-17 nargin用法示例。
函数文件 examp.m：
function fout=charray(a,b,c)
if nargin==1
fout=a;
elseif nargin==2
fout=a+b;
elseif nargin==3
fout=(a*b*c)/2;
end
命令文件 mydemo.m：
x=[1:3];
y=[1;2;3];
examp(x)
examp(x,y')
examp(x,y,3)
3.3.4 全局变量与局部变量
全局变量用 global命令定义，格式为：
global 变量名
例 3-18 全局变量应用示例。
先建立函数文件 wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。
function f=wadd(x,y)
global ALPHA BETA
f=ALPHA*x+BETA*y;
在命令窗口中输入：
global ALPHA BETA
ALPHA=1;
BETA=2;
s=wadd(1,2)
3.4 程序举例
例 3-19 猜数游戏。首先由计算机产生
[1,100]之间的随机整数，然后由用户
猜测所产生的随机数。根据用户猜测
的情况给出不同提示，如猜测的数大于产生的数，则显示,High”，小于则
显示,Low”，等于则显示,You won”，
同时退出游戏。用户最多可以猜 7次。
例 3-20 用筛选法求某自然数范围内的全部素
数。
素数是大于 1，且除了 1和它本身以外，不
能被其他任何整数所整除的整数。用筛选
法求素数的基本思想是：要找出 2~m之间的
全部素数，首先在 2~m中划去 2的倍数 (不包
括 2)，然后划去 3的倍数 (不包括 3)，由于 4
已被划去，再找 5的倍数 (不包括 5),…,
直到再划去不超过的数的倍数，剩下的数都是素数。
例 3-21 设，求 s=。
求函数 f(x)在 [a,b]上的定积分，其几何意义就
是求曲线 y=f(x)与直线 x=a,x=b,y=0所围
成的曲边梯形的面积。为了求得曲边梯形
面积，先将积分区间 [a,b]分成 n等分，每个
区间的宽度为 h=(b-a)/n，对应地将曲边梯
形分成 n等分，每个小部分即是一个小曲边
梯形。近似求出每个小曲边梯形面积，然后将 n个小曲边梯形的面积加起来，就得到
总面积，即定积分的近似值。近似地求每
个小曲边梯形的面积，常用的方法有：矩形法、梯形法以及辛普生法等。
例 3-22 Fibonacci数列定义如下：
f1=1
f2=1
fn=fn-1+fn-2 (n>2)
求 Fibonacci数列的第 20项。
例 3-23 根据矩阵指数的幂级数展开式求
矩阵指数。
3.5 程序调试
3.5.1 程序调试概述
一般来说，应用程序的错误有两类，一类是
语法错误，另一类是运行时的错误。语法
错误包括词法或文法的错误，例如函数名
的拼写错、表达式书写错等。
程序运行时的错误是指程序的运行结果有错
误，这类错误也称为程序逻辑错误。
3.5.2 调试器
1,Debug菜单项
该菜单项用于程序调试，需要与 Breakpoints
菜单项配合使用。
2,Breakpoints菜单项
该菜单项共有 6个菜单命令，前两个是用于在
程序中设置和清除断点的，后 4个是设置停
止条件的，用于临时停止 M文件的执行，
并给用户一个检查局部变量的机会，相当
于在 M文件指定的行号前加入了一个
keyboard命令。
3.5.3 调试命令
除了采用调试器调试程序外，
MATLAB还提供了一些命令用于程序
调试。命令的功能和调试器菜单命令
类似，具体使用方法请读者查询
MATLAB帮助文档。
3.1 M文件
3.2 程序控制结构
3.3 函数文件
3.4 程序举例
3.5 程序调试
3.1 M文件
3.1.1 M文件概述
用 MATLAB语言编写的程序，称为 M
文件。 M文件可以根据调用方式的不
同分为两类：命令文件 (Script File)和
函数文件 (Function File)。
例 3-1 分别建立命令文件和函数文件，将华
氏温度 f转换为摄氏温度 c。
程序 1：
首先建立命令文件并以文件名 f2c.m存盘。
clear; %清除工作空间中的变量
f=input('Input Fahrenheit temperature,');
c=5*(f-32)/9
然后在 MATLAB的命令窗口中输入 f2c，将会
执行该命令文件，执行情况为：
Input Fahrenheit temperature,73
c =
22.7778
程序 2：
首先建立函数文件 f2c.m。
function c=f2c(f)
c=5*(f-32)/9
然后在 MATLAB的命令窗口调用该函数文件。
clear;
y=input('Input Fahrenheit temperature,');
x=f2c(y)
输出情况为：
Input Fahrenheit temperature,70
c =
21.1111
x =
21.1111
3.1.2 M文件的建立与打开
M文件是一个文本文件，它可以用任何编辑程序
来建立和编辑，而一般常用且最为方便的是使用
MATLAB提供的文本编辑器。
1．建立新的 M文件
为建立新的 M文件，启动 MATLAB文本编辑器有
3种方法：
(1) 菜单操作。从 MATLAB主窗口的 File菜单中选
择 New菜单项，再选择 M-file命令，屏幕上将出现
MATLAB 文本编辑器窗口。
(2) 命令操作。在 MATLAB命令窗口输入命令 edit，
启动 MATLAB文本编辑器后，输入 M文件的内容
并存盘。
(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB主窗口工具栏
上的 New M-File命令按钮，启动 MATLAB文本编
辑器后，输入 M文件的内容并存盘。
2．打开已有的 M文件
打开已有的 M文件，也有 3种方法：
(1) 菜单操作。从 MATLAB主窗口的 File菜
单中选择 Open命令，则屏幕出现 Open对话
框，在 Open对话框中选中所需打开的 M文
件。在文档窗口可以对打开的 M文件进行
编辑修改，编辑完成后，将 M文件存盘。
(2) 命令操作。在 MATLAB命令窗口输入
命令,edit 文件名，则打开指定的 M文件。
(3) 命令按钮操作。单击 MATLAB主窗口
工具栏上的 Open File命令按钮，再从弹出
的对话框中选择所需打开的 M文件。
3.2 程序控制结构
3.2.1 顺序结构
1．数据的输入
从键盘输入数据，则可以使用 input函数来进
行，该函数的调用格式为：
A=input(提示信息，选项 )；
其中提示信息为一个字符串，用于提示用户 输入什么样的数据。
如果在 input函数调用时采用 's'选项，则允
许用户输入一个字符串。例如，想输入一
个人的姓名，可采用命令：
xm=input('What''s your name?','s');
2．数据的输出
MATLAB提供的命令窗口输出函
数主要有 disp函数，其调用格式为
disp(输出项 )
其中输出项既可以为字符串，也可
以为矩阵。
例 3-2 输入 x,y的值，并将它们的值互换后
输出。
程序如下：
x=input('Input x please.');
y=input('Input y please.');
z=x;
x=y;
y=z;
disp(x);
disp(y);
例 3-3 求一元二次方程 ax2 +bx+c=0的根。
程序如下：
a=input('a=?');
b=input('b=?');
c=input('c=?');
d=b*b-4*a*c;
x=[(-b+sqrt(d))/(2*a),(-b-sqrt(d))/(2*a)];
disp(['x1=',num2str(x(1)),',x2=',num2str(x(2))]);
3．程序的暂停
暂停程序的执行可以使用 pause函数，
其调用格式为：
pause(延迟秒数 )
如果省略延迟时间，直接使用 pause，
则将暂停程序，直到用户按任一键后程序继续执行。
若要强行中止程序的运行可使用
Ctrl+C命令。
3.2.2 选择结构
1,if语句
在 MATLAB中,if语句有 3种格式。
(1) 单分支 if语句：
if 条件
语句组
end
当条件成立时，则执行语句组，执行完之后
继续执行 if语句的后继语句，若条件不成立，
则直接执行 if语句的后继语句。
(2) 双分支 if语句：
if 条件
语句组 1
else
语句组 2
end
当条件成立时，执行语句组 1，否则执行语
句组 2，语句组 1或语句组 2执行后，再执行
if语句的后继语句。
例 3-4 计算分段函数的值。
程序如下：
x=input('请输入 x的值,');
if x<=0
y= (x+sqrt(pi))/exp(2);
else
y=log(x+sqrt(1+x*x))/2;
end
Y
(3) 多分支 if语句：
if 条件 1
语句组 1
elseif 条件 2
语句组 2
……
elseif 条件 m
语句组 m
else
语句组 n
end
语句用于实现多分支选择结构。
例 3-5 输入一个字符，若为大写字母，则输出其
对应的小写字母；若为小写字母，则输出其对应
的大写字母；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('请输入一个字符 ','s');
if c>='A' & c<='Z'
disp(setstr(abs(c)+abs('a')-abs('A')));
elseif c>='a'& c<='z'
disp(setstr(abs(c)- abs('a')+abs('A')));
elseif c>='0'& c<='9'
disp(abs(c)-abs('0'));
else
disp(c);
end
2,switch语句
switch语句根据表达式的取值不同，分别执行不
同的语句，其语句格式为：
switch 表达式
case 表达式 1
语句组 1
case 表达式 2
语句组 2
……
case 表达式 m
语句组 m
otherwise
语句组 n
end
当表达式的值等于表达式 1的值时，
执行语句组 1，当表达式的值等于
表达式 2的值时，执行语句组 2,…,
当表达式的值等于表达式 m的值时，
执行语句组 m，当表达式的值不等
于 case所列的表达式的值时，执行
语句组 n。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 3-6 某商场对顾客所购买的商品实行打折
销售，标准如下 (商品价格用 price来表示 )：
price<200 没有折扣
200≤price<500 3% 折扣
500≤price<1000 5% 折扣
1000≤price<2500 8% 折扣
2500≤price<5000 10% 折扣
5000≤price 14% 折扣
输入所售商品的价格，求其实际销售价格。
程序如下：
price=input('请输入商品价格 ');
switch fix(price/100)
case {0,1} %价格小于 200
rate=0;
case {2,3,4} %价格大于等于 200但小于 500
rate=3/100;
case num2cell(5:9) %价格大于等于 500但小于 1000
rate=5/100;
case num2cell(10:24) %价格大于等于 1000但小于 2500
rate=8/100;
case num2cell(25:49) %价格大于等于 2500但小于 5000
rate=10/100;
otherwise %价格大于等于 5000
rate=14/100;
end
price=price*(1-rate) %输出商品实际销售价格
3,try语句
语句格式为：
try
语句组 1
catch
语句组 2
end
try语句先试探性执行语句组 1，如果语句组 1
在执行过程中出现错误，则将错误信息赋
给保留的 lasterr变量，并转去执行语句组 2。
例 3-7 矩阵乘法运算要求两矩阵的维数相容，否则
会出错。先求两矩阵的乘积，若出错，则自动转
去求两矩阵的点乘。
程序如下：
A=[1,2,3;4,5,6]; B=[7,8,9;10,11,12];
try
C=A*B;
catch
C=A.*B;
end
C
lasterr %显示出错原因
3.2.3 循环结构
1,for语句
for语句的格式为：
for 循环变量 =表达式 1:表达式 2:表达式 3
循环体语句
end
其中表达式 1的值为循环变量的初值，表达式
2的值为步长，表达式 3的值为循环变量的
终值。步长为 1时，表达式 2可以省略。
例 3-8 一个三位整数各位数字的立方和等于该数本
身则称该数为水仙花数。输出全部水仙花数。
程序如下：
for m=100:999
m1=fix(m/100); %求 m的百位数字
m2=rem(fix(m/10),10); %求 m的十位数字
m3=rem(m,10); %求 m的个位数字
if m==m1*m1*m1+m2*m2*m2+m3*m3*m3
disp(m)
end
end
例 3-9 已知,当 n=100时，求 y的值。
程序如下：
y=0;
n=100;
for i=1:n
y=y+1/(2*i-1);
end
y
在实际 MATLAB编程中，采用循环语句会
降低其执行速度，所以前面的程序通常由
下面的程序来代替：
n=100;
i=1:2:2*n-1;
y=sum(1./i);
y
for语句更一般的格式为：
for 循环变量 =矩阵表达式
循环体语句
end
执行过程是依次将矩阵的各列元
素赋给循环变量，然后执行循环体
语句，直至各列元素处理完毕。
例 3-10 写出下列程序的执行结果。
s=0;
a=[12,13,14;15,16,17;18,19,20;21,22,23];
for k=a
s=s+k;
end
disp(s');
2,while语句
while语句的一般格式为：
while (条件 )
循环体语句
end
其执行过程为：若条件成立，则执行
循环体语句，执行后再判断条件是否
成立，如果不成立则跳出循环。
例 3-11 从键盘输入若干个数，当输入 0时结束输入，求这
些数的平均值和它们之和。
程序如下：
sum=0;
cnt=0;
val=input('Enter a number (end in 0):');
while (val~=0)
sum=sum+val;
cnt=cnt+1;
val=input('Enter a number (end in 0):');
end
if (cnt > 0)
sum
mean=sum/cnt
end
3,break语句和 continue语句
与循环结构相关的语句还有 break语句和
continue语句。它们一般与 if语句配合使用。
break语句用于终止循环的执行。当在循环体
内执行到该语句时，程序将跳出循环，继
续执行循环语句的下一语句。
continue语句控制跳过循环体中的某些语句。
当在循环体内执行到该语句时，程序将跳
过循环体中所有剩下的语句，继续下一次
循环。
例 3-12 求 [100,200]之间第一个能被 21整除
的整数。
程序如下：
for n=100:200
if rem(n,21)~=0
continue
end
break
end
n
4．循环的嵌套
如果一个循环结构的循环体又包括一个循环结构，就称为
循环的嵌套，或称为多重循环结构。
例 3-13 若一个数等于它的各个真因子之和，则称该数为
完数，如 6=1+2+3，所以 6是完数。求 [1,500]之间的全部完
数。
for m=1:500
s=0;
for k=1:m/2
if rem(m,k)==0
s=s+k;
end
end
if m==s
disp(m);
end
end
3.3 函数文件
3.3.1 函数文件的基本结构
函数文件由 function语句引导，其基本结构
为：
function 输出形参表 =函数名 (输入形参表 )
注释说明部分
函数体语句
其中以 function开头的一行为引导行，表示该
M文件是一个函数文件。函数名的命名规
则与变量名相同。输入形参为函数的输入
参数，输出形参为函数的输出参数。当输
出形参多于一个时，则应该用方括号括起来。
例 3-14 编写函数文件求半径为 r的圆的面积和周
长。
函数文件如下：
function [s,p]=fcircle(r)
%CIRCLE calculate the area and perimeter of a
circle of radii r
%r 圆半径
%s 圆面积
%p 圆周长
%2004年 7月 30日编
s=pi*r*r;
p=2*pi*r;
3.3.2 函数调用
函数调用的一般格式是：
[输出实参表 ]=函数名 (输入实参表 )
要注意的是，函数调用时各实参出现
的顺序、个数，应与函数定义时形参
的顺序、个数一致，否则会出错。函
数调用时，先将实参传递给相应的形
参，从而实现参数传递，然后再执行
函数的功能。
例 3-15 利用函数文件，实现直角坐标 (x,y)与极坐
标 (ρ,θ)之间的转换。
函数文件 tran.m：
function [rho,theta]=tran(x,y)
rho=sqrt(x*x+y*y);
theta=atan(y/x);
调用 tran.m的命令文件 main1.m：
x=input('Please input x=:');
y=input('Please input y=:');
[rho,the]=tran(x,y);
rho
the
在 MATLAB中，函数可以嵌套调用，即一个函数
可以调用别的函数，甚至调用它自身。一个函数
调用它自身称为函数的递归调用。
例 3-16 利用函数的递归调用，求 n！。
n!本身就是以递归的形式定义的：
显然，求 n!需要求 (n-1)!，这时可采用递归调
用。递归调用函数文件 factor.m如下：
function f=factor(n)
if n<=1
f=1;
else
f=factor(n-1)*n; %递归调用求 (n-1)!
end
3.3.3 函数参数的可调性
在调用函数时,MATLAB用两个永久
变量 nargin和 nargout分别记录调用该
函数时的输入实参和输出实参的个数。
只要在函数文件中包含这两个变量，
就可以准确地知道该函数文件被调用
时的输入输出参数个数，从而决定函数如何进行处理。
例 3-17 nargin用法示例。
函数文件 examp.m：
function fout=charray(a,b,c)
if nargin==1
fout=a;
elseif nargin==2
fout=a+b;
elseif nargin==3
fout=(a*b*c)/2;
end
命令文件 mydemo.m：
x=[1:3];
y=[1;2;3];
examp(x)
examp(x,y')
examp(x,y,3)
3.3.4 全局变量与局部变量
全局变量用 global命令定义，格式为：
global 变量名
例 3-18 全局变量应用示例。
先建立函数文件 wadd.m，该函数将输入的参数加权相加。
function f=wadd(x,y)
global ALPHA BETA
f=ALPHA*x+BETA*y;
在命令窗口中输入：
global ALPHA BETA
ALPHA=1;
BETA=2;
s=wadd(1,2)
3.4 程序举例
例 3-19 猜数游戏。首先由计算机产生
[1,100]之间的随机整数，然后由用户
猜测所产生的随机数。根据用户猜测
的情况给出不同提示，如猜测的数大于产生的数，则显示,High”，小于则
显示,Low”，等于则显示,You won”，
同时退出游戏。用户最多可以猜 7次。
例 3-20 用筛选法求某自然数范围内的全部素
数。
素数是大于 1，且除了 1和它本身以外，不
能被其他任何整数所整除的整数。用筛选
法求素数的基本思想是：要找出 2~m之间的
全部素数，首先在 2~m中划去 2的倍数 (不包
括 2)，然后划去 3的倍数 (不包括 3)，由于 4
已被划去，再找 5的倍数 (不包括 5),…,
直到再划去不超过的数的倍数，剩下的数都是素数。
例 3-21 设，求 s=。
求函数 f(x)在 [a,b]上的定积分，其几何意义就
是求曲线 y=f(x)与直线 x=a,x=b,y=0所围
成的曲边梯形的面积。为了求得曲边梯形
面积，先将积分区间 [a,b]分成 n等分，每个
区间的宽度为 h=(b-a)/n，对应地将曲边梯
形分成 n等分，每个小部分即是一个小曲边
梯形。近似求出每个小曲边梯形面积，然后将 n个小曲边梯形的面积加起来，就得到
总面积，即定积分的近似值。近似地求每
个小曲边梯形的面积，常用的方法有：矩形法、梯形法以及辛普生法等。
例 3-22 Fibonacci数列定义如下：
f1=1
f2=1
fn=fn-1+fn-2 (n>2)
求 Fibonacci数列的第 20项。
例 3-23 根据矩阵指数的幂级数展开式求
矩阵指数。
3.5 程序调试
3.5.1 程序调试概述
一般来说，应用程序的错误有两类，一类是
语法错误，另一类是运行时的错误。语法
错误包括词法或文法的错误，例如函数名
的拼写错、表达式书写错等。
程序运行时的错误是指程序的运行结果有错
误，这类错误也称为程序逻辑错误。
3.5.2 调试器
1,Debug菜单项
该菜单项用于程序调试，需要与 Breakpoints
菜单项配合使用。
2,Breakpoints菜单项
该菜单项共有 6个菜单命令，前两个是用于在
程序中设置和清除断点的，后 4个是设置停
止条件的，用于临时停止 M文件的执行，
并给用户一个检查局部变量的机会，相当
于在 M文件指定的行号前加入了一个
keyboard命令。
3.5.3 调试命令
除了采用调试器调试程序外，
MATLAB还提供了一些命令用于程序
调试。命令的功能和调试器菜单命令
类似，具体使用方法请读者查询
MATLAB帮助文档。
