MATLAB基础教程（6）MATLAB中的判断与流程控制

haidaowang

$ l! y3 U+ c& S5 Y( C2 j
判断常用于数学中的分段问题，更为复杂的问题则需要流程控制。本篇介绍matlab中的相关语法，这些语法并不难，但却很容易混淆，一方面是和其他语言，例如C语言混淆；另一方面是和matlab自身的其他语句，例如赋值混淆。
+ z* [, s! S( k3 L$ u: v" N. i8 I) l
2 [2 a! r' h# }& v* N1.逻辑变量
1.1逻辑变量的赋值

: h0 j+ d9 G/ I+ Z2 o1 I* G( t+ \3 V    有些语言中，逻辑变量是一种专门的变量类型，其值为true或者false，matlab中也有这个类型，但其值为1或者0。赋值方式是“变量名=表达式”，变量名的命名规则与数值变量一样，表达式是一种判断，比如数值大小的判断，或者高级函数的判断。例如输入
+ f# c4 j( Z. V0 V
a=1>2
: P* p, Z' e3 O% r" o9 N
7 t* Z& R  j  L/ @$ ~  v7 e就定义一个逻辑变量a，其值是0，表示false，在workspace里可以看见a的类型是logical。

& f1 f+ D' B3 \! z0 t- P1 V
; C7 R3 ~% C( i# n. q
, ]. f6 C2 C( l. n" f
    对初学者，可以认为数值大小的判断，是指两个1*1维的数值变量的比较。数值大小比较的方法有：>大于；<小于；>=大于等于；<=小于等于；==等于；~=不等于6种。因为数值计算有舍入误差，所以等于这个判断，有时需要用
( S) f0 o7 x1 L( d0 y
abs(x1-x2)<eps
. y  g) S4 T* V# F
+ M2 ^9 ~1 G; q! s: X- |- t这样的不等式来代替，其中eps是matlab中最小的非零数值，相当于舍入误差的标准。


5 S' q2 E% @1 M. C6 y0 Q+ l    高级函数的判断，是指系统自带的一些函数，例如

- a& [- P- J+ Ma=isprime(x)
. d" I, e' r1 z# R# v! J
用来判断x是否为质数，
$ }& i6 p5 O3 q" H; r$ m
- _3 f% i0 B5 c( r/ na=exist(x)
2 N: G1 W5 I! }$ T# x( G
用来判断是否存在变量、函数或者文件。
3 ^/ z' I: x8 C& j+ X
" y) u+ W# k8 Z; W8 v+ q1 ~6 _4 G5 k1.2逻辑变量的逻辑运算
1 b1 S- C7 p3 [: ?; A
* F* t5 P! I1 y逻辑变量的取值只有0或者1，他们之间可以进行逻辑运算，运算符有：&&与；||或；~非。这里需要注意：
) k1 H. c9 Y3 B) Q3 A5 X2 r1）~单独使用表示非运算，要区别于不等于~=的连用
2）如果是高级函数的判断配合非运算，也可以实现判断，例如

" H% h+ K6 u1 M8 q: K, x$ a+ X  g

• a=~isprime(x)
  

就相当于判断x是否为合数

( g1 T& Z8 K0 W, R- n1.3逻辑变量的数值运算

, J# L! `# t6 Z$ Z' o; v! m    matlab中逻辑变量可以参与数值运算，参与时，会被数值0和1代替。例如
5 h& {7 P: {5 t
a=1>2

6 [" m# }  P& p" \3 N- D生成一个逻辑变量a，则
, ]. m  g# G8 ~2 Y  F- S! D
b=a+1

# {, V1 g( N( b2 v, z. n时，matlab会判断正在进行数值运算，然后将逻辑变量a转化成数值变量，由于a在逻辑变量时表示false，所以转化时，a相当于数值变量0，因此会得到数值变量b=0+1=1。
8 @3 q; X6 k. Z: T4 d" k
2.流程控制
8 \4 c; h; s0 S8 [5 B! c
    matlab的流程控制和C语言类似，if和switch作为判断依据，相当于流程图的菱形框，for和while作为循环，相当于流程图的反向箭头。
& n$ U! F% f) H) G" I
% b4 S3 t1 E1 M7 ]2.1if判断
2 O; o2 H3 }* L% K, s: l
    语法是：
; z' k1 _+ q! M# ^
1 B" F$ x( s2 D    1.if 逻辑变量1
8 W5 Q/ N4 Y4 I( f% p5 D2 k% P           1.执行语句1
7 t* A7 W' s. e6 N                  1.elseif 逻辑变量2
9 j4 X- k$ c0 H1 V+ g, r# i                         1.执行语句2
- T' p; _5 n% M3 G& U7 @2 v                                  1.else
                                         1.执行语句3
                                                 1.end

其含义与C语言中一致，是顺序判断，即逐个if或者elseif进行判断，若逻辑变量为1，则执行语句，若为0则进行下一个判断。其中逻辑变量经常用多个逻辑变量的逻辑运算结果来代替，例如我们经常看到的是

• if x>1 && y>1
  - i0 i9 t% _& I, ~% |

: d* c% }  x3 i4 A3 K* j- m而不是先赋值再判断的

• a=(x>1) && (y>1)
  + b7 B) P8 I0 w( Y0 C# D8 X- R: h

         1.if a
: t; K' }8 J0 i; I6 \( H. o

3 E1 v) J! t- ~- K
其实这两种方法是等效的。有时候为了书写和注释，也会先定义一个逻辑变量flag，然后再if flag。

2.2switch判断

7 d, K2 F& L. v1 {/ @' C    switch的语法是：
    1.switch 数值变量1
. N: P+ T4 C9 N$ \; F% i              1.case 数值1
. y0 l% T) U9 Q8 O- w" X9 s                    1.    执行语句1
                            1.case 数值2
                                   1.    执行语句2
8 }) U% j( F7 R                                          1.otherwise
                                                1.    执行语句3
! k3 i+ ?: j. w3 A: q0 q' T                                                       1.end
2 i8 M% a& s1 m* g" V
switch与if最大的不同是，switch只进行一次判断，即根据数值变量1的值来决定执行哪一个case，而不像if会判断多个elseif。需要强调的是，只有当数值变量1==数值1时，才会执行语句1，而之前说过，==这个判断是有舍入误差的，因此switch一般用于数值变量1只取整数时，比如sfun的判断。对初学者而言，也可以先无视switch。
; [' l+ j( Q# u% E: E. A
) a$ m- ]; {2 s* x2.3for循环

' m3 e' d3 P# q2 d    for循环的语法是：
1 z. A1 e  F6 O" ]& Y    1.for 数值变量=向量
          1.    执行语句
                 1.end
7 [' H1 s* c% v, H9 L
其含义是，数值变量会取向量中的每一个值，然后执行语句，在执行语句中，数值变量是一个1*1的矩阵。matlab中程序换行有两种方法，第一种方法，只能从第一行换到第二行，具体操作如下，首先在第一行中写完命令之后按下空格键，然后再按下数字键盘上的小数点键，小数点数目为3，之后按下enter键就可以实现换行。 ...+Enter；第二种方法，直接按住Shift+Enter键可以直接实现换行
8 \; h% g) ~) s# O
for a=[0 1 3]

  H# C: i: M" v  {9 F3 s+ l$ c5 S则会让a=0，执行语句，然后a=1，执行语句，最后a=3，执行语句。这里容易和赋值语句混淆，因为a=[0 1 3]是一个数值变量赋值，赋值后a是个向量，但加上了for后，a是1*1矩阵。另外，在数值变量赋值那段，我们说过有一种常用的赋值方法是"a=初始值:步长:终值"，其结果是把a赋值成一个向量，因此这也广泛用于for语句中
* w4 ~; p& ~: m% c" H7 j

; a! q  c; w, O2 |# Z

• for a=初始值:步长:终值
  

* P  R/ r$ V% d6 [
. f+ L" g$ s* w* Q0 j$ W则在执行语句中，a是一个遍历初值到终值的1*1矩阵。

2.4while循环

    while语句的语法是：
    1.while 逻辑变量
9 |/ D1 @; b% _1 t  e4 [+ C           1.    执行语句
                   1.end
$ H3 D$ p: j5 L0 t+ s


0 L5 T. ]6 Y8 s. u  }其含义是，当逻辑变量为1时，执行语句，直到逻辑变量为0，因此while的执行语句中，一定有改变逻辑变量的部分，否则就是死循环。比如写了while a<10，就一定会在执行语句中有类似a=a+1这样的赋值语句，使得若干次循环后，逻辑变量为0。总体而言，while并不如for稳定，所以初学者也可以无视while。

6 g# n0 ^5 K" B





) Y  V9 ?/ O$ N9 l

relchhiclty

谢谢分享