程式結構與設計

 程式結構與設計

源自於http://bime-matlab.blogspot.com/2006/10/blog-post_09.html

複雜的程式則是採用主程式、副程式或函數檔間相互呼叫的方式，由各檔案專司解決特定的功能，如此形成一個程式之大架構。這些程式執行過程中，必須配合執行之中間值，進行比較、判斷，最後得到適當之結果。有些檔案可能需經過多次呼叫，才能達到程式預設之目的；有些則需判斷結果之適當性，依據最佳的決策選擇執行的路徑。

在程式結構中，一般除基本指令外，尚須配合流程之控制指令，使程式能配合特定條件運作。控制指令以邏輯值進行比較，其操作元包括關係操作元及邏輯操作元等，可以應用於變數及矩陣。

在程式之運算過程中，為執行某一特定任務均有其基本之演算法。其中必須藉助控制指令以改變指令執行之順序，或稱為控制結構。這些結構必須藉其特定之關係比較，就比較結果決定程式進行的順序。這些運算法大體上可分為循序運算、條件運算及迴圈運算等三種方式。

matlab指令碼

MATLAB Script：

• 一個檔案包含一系列matlab命令
• 類似於c/c++程式
• 指令碼儲存為<file>.m檔案，這樣就可以執行這樣以.m結尾的matlab指令碼

使用技巧：

下面是一個matlab指令碼程式，可以執行一下，看看效果 

• 註釋：% 註釋文字
• 分割槽塊：%% 一個區塊，使用執行的時候會執行整個檔案，使用執行節會只運行當前區塊。
• 斷點除錯：在程式程式碼行前面點選會出現一個圓圈表示斷點，當執行程式時，程式會停在此處。
• 程式碼縮排排版：ctrl + I
• 執行順序：程式碼是從上到下執行的 

for i = 1:10
    x = linspace(0,10,101);
    plot(x, sin(x+i));
    print(gcf,'-deps',strcat('plot',num2str(i),'-.ps'));
end

 二、程式結構化

Flow Control：

matlab中有如下的控制語句 

 在控制語句中，還要配合一些邏輯操作，下面是相關的邏輯操作。

if elseif else語句：

% 語句格式
if condition1
    statement1
elseif condition2
    statement2
else
    statement3
end

% 程式
a = 3;
if rem(a, 2) == 0   % rem()函式是求餘數
    disp('a is even')
else
    disp('a is odd')
end

結構化程式的作用就是控制程式的執行順序，不會像之前說到的完全按從上到下的順序執行，會跳過某條語句執行。

switch語句：

% 語句格式
switch expression
    case value1
        statement1
    case value2 
        statement2
    .
    .
    otherwise
        statement
end

% 程式
input_num = 1;
switch input_num
    case -1
        disp('negative 1');
    case 0
        disp('zero');
    case 1
        disp('positive 1');
    otherwise
        disp('other value');
end

while語句：

% 語句格式
while expression
    statement
end
% 程式
n = 1;
while prod(1:n) < 1e100  % 1-n的元素相乘
    n = n + 1;
end

for語句：

% 語句格式
for variable=start:increment:ends
    commands
end
% 程式
for n=1:10
    a(n) = 2^n;
end
disp(a)

預先定義變數空間：提升效率.

A = zeros(2000, 2000);在往這個矩陣中新增值。右邊的更快。

break語句; 用在迴圈語句中，用來終止迴圈。

結構化程式的技巧：

• 編寫指令碼程式程式碼之前，可以使用
  • clear all; 清除之前使用過的變數
  • close all; 關閉所有的figure 
• 使用“；”在命令列的結尾，不讓命令執行
• 使用“...”將程式碼換行輸入。使程式碼不過於全部在一行
• ctrl + C：提前截至執行的程式 

三、使用者自定義函式 

Built-in Functions:

matlab的自己函式，是已經定義好的函式，可以直接呼叫去使用。

edit(which('mean.m'))：開啟自建函式mean.m檔案

• 關鍵字：function

• 函式名和檔名要相匹配

• 目錄：matlab需要找到這個函式

• 輸入和輸出變數是可選的

• 本地變數：dim和flag不是被接受的 

User Define Functions: 

我們自己定義函式，完成我們所需要的功能。

% 自由落體函式
function y = freebody(x0, v0, t)
x = x0 + v0 .* t + 1/2*9.8*t.*t;

呼叫函式：freebody(0,0,10)

注意：.* 是元素之間也可以相乘

函式具有多個輸入和輸出：