5. Основы про­­грам­ми­рования в среде matlab

5.1. Общие положения

В предыдущих разделах вычисления проводились в соответствии с определенной последовательностью команд, обрабатываемых интерпретатором и немедленно выполняемых. Этот режим, удобный при проведении оперативных вычислений, тем не менее имеет недостатки:

– не всегда удается повторить предыдущие команды при изменении исходных дан­­ных без повторного набора операторов;

– отсутствует возможность сохранения последовательности вычислений и их модификации в случае необходимости.

Для проведения многократных расчетов по определенному алгоритму составляют программы. Пользователь может ввести собственные внешние процедуры и функции, которые автоматически подключаются к выполняемой программе. В этом проявляется свойство расширимости системы MATLAB. Создаваемые функции могут быть в дальнейшем включены в число встроенных функций. Помимо команд и функций, используемых в режиме прямых вычислений (входной язык MATLAB), при программировании используются и специфические возможности языка программирования, который относится к числу про­блемно ориентированных языков весьма высокого уровня.

В связи с тем, что в системе MATLAB реализуется механизм интерпретации, ис­пол­няемые программы (.exe) не создаются, т.е. программы могут работать только в среде MATLAB. Однако для версий MATLAB 5.х разработаны компиляторы, транслирующие программы MATLAB в коды алгоритмических языков С и С++.

В системе MATLAB различают script-файлы («сценарии») и внешние функции; и те и другие хранятся на диске как m-файлы, т.е. файлы, имеющие расширение *.m. Использование внешних функций позволяет создавать структурированные программы, имеющие сходство с программами, написанными на языках Паскаль и Бейсик, без применения меток. Последовательность операторов – такая же, как при прямых вычислениях (ин­тер­пре­татор MATLAB просматривает строки про­грам­мы одну за другой, в естественном порядке).

Script-файлы по существу представляют собой основные (вызывающие) програм­мы, поскольку они не используют входные данные как аргументы или параметры и не возвращают выходные данные, но могут обращаться к внешним функциям. Имена сценариев нельзя применять в качестве операндов и аргументов функций. М-функ­ции используются как обычные встроенные функции MATLAB, и их имена можно применять в вычислительных операторах.

Структура script-файла:

<Script>

% Имя файла <и назначение программы>

<% Дополнительный (поясняющий) комментарий>

Тело файла

Символ % используется для обозначения комментариев. Комментарии, помещаемые в начале текста файла, выводятся на экран по команде help name. Остальные комментарии могут фигурировать в любом месте программы (при выполнении программы они интерпретатором игнорируются). В текстах комментариев допускается использование кириллицы.

Структура М-функции:

function [var1,var2,…]=f_name(Список аргументов)

<% Основной комментарий>

<% Дополнительный комментарий>

Тело функции

var1=выражение

var2=выражение

……………………………

<% ------------------------------------------------

Локальные функции >

Локальные функции (подфункции), применение которых разрешено в версиях MATLAB 5.х, могут быть расположены в любом порядке и вызываются первой (основной) функцией. Помимо локальных могут быть также объявлены и глобальные переменные (в script-файле). В списке они отделяются друг от друга пробелами:

global var1 var2 …

В дальнейшем будем предполагать, что создаваемые m-файлы будут сохраняться в пользовательской папке, например, D:\USER.