Поняття про файли-сценарії і файли-функції
При завантаженні системи МАТLAB на моніторі з’являється основне вікно
системи, у якому можна виділити вікно команд (Command Window). Система
готова до проведення обчислень і створенню програм у командному режимі.
Для цього можна мовою МАТLAB записувати програми. Оператори закінчуються
символом “;” – крапка з комою. Одночасно крапка з комою блокує виведення
чисельного значення результату цього оператора у вікні команд. В одному
рядку можна записати трохи операторів, а самі рядки автоматично
нумеруються при натисканні клавіші “Enter”. Якщо програма повністю
записана й вихідні величини не мають символу “;”, то після натискання
клавіші “Enter” вона виконується. Нижче програми з’являється її
результат. У такому режимі виконувати розв’язок задач не доцільно, тому
що виправити можливі помилки після натискання клавіші “Enter” уже не
можна. Тому записувати програми, їх редагувати й налагоджувати необхідно
в так званих М-файлах. М-файл створюється при виконанні команди “New”
меню “File”. Для прискорення цієї команди виведена спеціальна піктограма
у вигляді білої сторінки із загнутим куточком на панелі інструментів.
Клацнувши по піктограмі стрілкою мишки, одержуємо вікно М-файлу, на
якому можна записувати, редагувати й налагоджувати будь-які програми
розв’язання наукових і інженерних задач. Даний М-файл за замовчуванням
має назву Untitled (Безіменний). Щоб дати йому ім’я необхідно в меню
цього вікна “File” виконати команду “Save as” і в іншому вікні вказати
папку й ім’я цього файлу. Після введення ім’я й збереження М-файлу він
готовий для виконання записаної програми. Для цього необхідно клацнути
мишкою по піктограмі “Виконати”. Вона виконана у вигляді сторінки зі
стрілкою, спрямованою долілиць. Результат виконання програми або
повідомлення про помилки з’явиться у вікні команд. Описаний процес
називається створенням М-файлу сценарію сесії. Файл-сценарій, іменований
також Script-файлом, має досить просту структуру:
% Основний коментар, якщо необхідно
% Додатковий коментар, якщо необхідно
Тіло програми з будь-якими виразами
Можливими є наступні властивості файлів сценаріїв:
1. Вони не мають вхідних і вихідних аргументів;
2. Працюють із даними з робочої області;
3. У процесі виконання не компілюються;
4. Являють собою послідовність операцій, аналогічну тій, що
використовується в сесії.
Крім М-файлу сценарію, у МАТLAB існує М-файл функція. Відмінність
М-файлу функції від сценарію полягає в тому, що він є аналогом
підпрограми типу function у мові Pascal.
Структура М-файлу функції з одним вихідним параметром має вигляд
function var = f-name (Список параметрів)
% Основний коментар, якщо необхідно
% Додатковий коментар, якщо необхідно
Тіло програми з будь-якими виразами
var = вираз
М-файл функція має такі властивості:
1. Він починається із ключового слова function, після якого вказується
ім’я змінної var – вихідного параметра, ім’я самої функції f-name і
список її вхідних параметрів, відділених комою.
Увага. Ім’я М-файлу функції повинне збігатися з ім’ям f-name (ім’ям
самої функції). МАТLAB автоматично привласнює дане ім’я при виконанні
команди “Save as”.
і т.п.
3. Всі змінні, використовувані у файлі-функції, є локальними, тобто
діють тільки в межах тіла функції.
4. Файл-функція є самостійним програмним модулем, що пов’язаний з іншими
модулями й головною програмою через вхідні й вихідні параметри.
5. При виявленні файлу-функції він компілюється й потім виконується.
Нижче показані приклади створення й використання в практичних
розрахунках М-файлів сценаріїв і функцій.
Основи програмування
Програмування, тобто створення певного набору команд, у системі МАТLAB є
засобом її розширення й використання в розв’язанні специфічних проблем.
Окремі питання програмування викладені вище, тут розглянемо правила, що
доповнюють синтаксис мови МАТLAB.
Оператор присвоювання
Програми оперують змінними й константами. Змінні – це імена, що мають
об’єкти, здатні зберігати різні за значенням дані. Залежно від цих даних
змінні можуть бути числовими або символьними, векторними або матричними.
Для присвоєння змінним певних значень використовується оператор
присвоювання, що вводиться знаком рівності “=”.
“Ім’я __ змінної = Вираз;”
Типи змінних заздалегідь не декларуються. Вони визначаються виразом,
значення якого присвоюється змінній. Ім’я змінної може містити скільки
завгодно символів, але ідентифікуються тільки 31 початковий символ. Ім’я
повинне починатися з букви, може містити букви, цифри й символ
підкреслення __. Неприпустимо включати в імена пробіли й спеціальні
знаки.
Перенос рядка
`„Agd°<
його частину на наступний рядок. Для цього використовується символ
трикрапка “…”. У командному режимі число можливих символів в одному
рядку – 4096, М-файлі – не обмежене, але з такими довгими рядками
працювати незручно. Тому застосування у файлах-сценаріях символу
переносу рядка поліпшує наочність програм.
Введення й виведення даних
В мові МАТLAB немає явних операторів введення й виведення даних. Ця
проблема вирішується для введення даних оператором присвоювання й
використанням системних констант. Виведення даних здійснюється ще
простіше. Для цього необхідно після математичного виразу не ставити
символ “;” – крапку з комою. До системних констант відносяться:
– число “пі”;
або – мнимі одиниці;
– невизначеність у вигляді ;
– нескінченність типу ;
– результат останньої операції й ін.
Формати чисел
При обчисленнях у МАТLAB використовується режим подвійної точності.
Однак, при виведені результатів, за замовчуванням видаються числа з 4
цифрами після десяткової крапки в дійсній формі. Щоб змінити дану форму
виведення необхідно в програмі перед виведеною величиною використовувати
команду “format name”, де name – ім’я формату. Для числових даних name
може бути наступним повідомленням:
short – коротке подання у фіксованому форматі (5знаків);
short e – коротке подання в експонентній формі (5 знаків мантиси й 3
знаки порядку);
long – довге подання у фіксованому форматі (15 знаків);
bank – подання із двома числами після крапки;
long e – довге подання в експонентній формі (15 знаків мантиси й 3 знаки
порядку).
Як приклад розглянемо виведення вектора, що містить 2 числа:
format name
У різних форматах виведення вектора х буде мати такий вигляд:
short 1.6667 0.0000
short e 1.6667Е + 000 1.2783Е – 007
long 1.66666666666667 0.00000012783000
long e 1.66666666666667Е + 000 1.27830000000000Е – 007
bank 1.67 0.00
Завдання формату позначається тільки на формі виведення чисел.
Обчислення ж відбуваються в режимі подвійної точності, а введення чисел
здійснюється в будь-якому зручному вигляді.
Формування векторів і матриць
Описані правила обчислень поширюються й на більш складні обчислення, які
при використанні звичайних мов програмування (типу Pascal, Fortran, C++
і ін.) вимагають складання спеціальних програм. МАТLAB спеціально
призначений для проведення складних обчислень із векторами й матрицями.
При цьому за замовчуванням передбачається, що кожна змінна – це вектор
або матриця. Наприклад, якщо задано , то це значить, що – це вектор з
одним елементом, рівним 1. Якщо треба задати вектор із трьох елементів,
то їхні значення треба перелічити у квадратних дужках, розділяючи
пробілами.
У цьому випадку заданий вектор-рядок. Якщо розділити елементи крапкою з
комою, то вийде вектор стовпець.
Введення матриці вимагає вказівки декількох рядків. Для розмежування
рядків використовують символ “;” (крапка з комою).
Для вказівки окремого елемента вектора або матриці використовуються
вирази виду або . Наприклад:
Якщо елементу потрібно привласнити нове значення х, то використовують
оператор присвоєння
Вираз з одним індексом дає доступ до елементів матриці, розгорнутим в
один стовпець. Така матриця утвориться з вихідної, якщо підряд виписати
її стовпці. Наприклад
Поряд з операціями над окремими елементами матриць і векторів МАТLAB
дозволяє робити арифметичні операції відразу над всіма елементами. Для
цього перед знаком операції ставиться крапка.
Є також ряд особливих функцій для введення векторів і матриць.
Відзначимо функції й . Ці функції служать для створення одномірних і
багатомірних масивів. Функція створює масив з одиничними елементами
Функція створює масив з нульовими елементами
У крайових задачах пошуку частот власних коливань і критичних сил втрати
стійкості пружних систем функція знаходить широке застосування, що
істотно спрощує тексти відповідних програм
Типи даних
Структура типів даних МАТLAB представлена схемою на рис. 5.1
ARRAY
char NUMERRIC cell structure jаva
class function handle
user class
int8, uint8 single
int16, uint16 double
int32, uint32
sparse
Рис. 5.1
Типи даних array і numerric є віртуальними (“гаданими”), тому що до них
не можна віднести які-небудь змінні. Вони служать для визначення й
комплектування деяких типів даних. Таким чином, у МАТLAB визначені типи
даних, що представляють собою багатомірні масиви:
1 single – числові масиви із числами одинарної точності;
2 double – числові масиви із числами подвоєної точності;
3 char – рядкові масиви з елементами-символами;
4 sparse – розріджені матриці з елементами-числами подвійної точності;
5 cell – масиви чарунок;
6 structure – масиви структур з полями;
7 function handle – дескриптори функцій;
8 int8,…,uint32–масиви 8-, 16-, 32- розрядних цілих чисел зі знаками й
без знаків.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
