Brian_-_Matlab_R2007_s_nulya_33 (771739), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Программирование 121 как истина, а число с нулевой вещественной частью обрабатывается как ложь. Более того, если выражение вычисляет вектор или матрицу, выражения 1Е и е1веЕЕ, тем не менее, должны выводить результат в простом виде — истина или ложь. Соглашение, используемое в программе МАТОВ, состоит в том, что все элементы должны быть истинными, а значит, все элементы должны иметь вещественную часть, не равную нулю, чтобы выражение было обработано как истина. Если какой-либо элемент имеет нулевую вещественную часть, тогда выражение обрабатывается как ложь. Вы можете применить способ, которым создается ветвление, при вводе вектора путем инвертирования проверок с помощью оператора - и команд аззу и а11. Например, выражения аЕ х = 0) ...; ежа выполнят блок команд (представленный здесь в виде ...), когда все элементы х равны нулю; если бы вам понадобилось выполнить блок команд, когда какой-либо (иззу) из элементов х равен нулю, вы могли бы использовать форму ЕЕ х - Оз е1ве) ...; ела.
Здесь сочетание знаков -= является оператором отношения для понятия «не равно», таким образом, проверка не удается, когда какой-либо элемент х равен нулю, и команды, следующие после выражения в1ве, пропускаются. Того же эффекта вы можете достичь другим способом, используя команду апу, которая выдает истину, когда какой-либо элемент массива не равен нулю: з.Е апу(х == 0) з епг( (не забывайте, что если какой-либо элемент х равен нулю, то соответствующий условный элемент х == 0 является истиной, то есть, не равен нулю).
Подобным образом команда в11 выдает истину, когда все (а11) элементы массива не равны нулю. Ниже представлена серия примеров, иллюстрирующих некоторые особенности логических выражений и ветвления, которые мы только что рассмотрели. Предположим, что вы хотите создать М-файл-функцию, которая вычисляет такую функцию: яп(х)/х х ~ О Лх) = Вы могли бы составить М-файл следующим образом. ЕиповЕоп у = Е(х) зЕх 0 е1ве у взл(х) /хз Эго будет хорошо работать, если параметр ввода х является скаляром, и не будет работать, если х является вектором или матрицей.
Разумеется, вы могли бы заменить символ / на ./ во втором определении значения у и изменить первое 122 МАТААВ определение, чтобы значение у имело ту же величину, что и значение х. Но, если значение х имеет как нулевой, так и ненулевой элементы, тогда программа МАТ(.АВ объявит выражение Ай ложным и использует второе определение. Некоторые элементы результирующего массива у будут иметь вид ИвИ (пог а пшпЬег (не число)), так как выражение О/О является неопределенным. Одним из способов заставить работать этот М-файл для векторов и матриц является использование цикла с целью поэлементного вычисления функции с выражением Ак внутри цикла. йцхокАоп у х й(х) у х опев(вАзе(х))) аког и 1:ргоо(вАзе(х)) Ай х(х) - О у(х) = вАх(х(п))/зе(х)з В представленном выше М-файле мы сначала создаем параметр вывода у в виде массива единиц с тем же размером, что и параметр ввода х.
Здесь мы используем выражение вАзе(х), чтобы определить количество строк н столбцов х; вспомните, что программа МАТ1 АВ обрабатывает скаляр или вектор, как массив с одной строкой и/или одним столбцом. Команда ргой(вАзе(х) ) выводит число элементов в х. Таким образом, и в выражении аког варьируется от 1 до этого числа Каждый элемент х(п) проверяется на предмет того, является ли он ненулевым, и если это так, то мы производим переопределение соответствующего элемента у(х). (Если выражение х(п) равно О, то нет нужды переопределять у(п), так как мы еще вначале, во второй строке, задали его равным 1.) з~ Мы сейчас использовали важную функцию программы МАТ(АВ, которая позволяет каждый элемент матрицы соотнести с отдельным индексом; например, если х представляет собой массив 3 х 2, то тогда элементы этого массива могут быть перечислены, как х(1), х(2), ..., х(6) .
В этом случае мы избежали использования цикла внутри цикла. Подобным образом мы могли бы использовать команду 1епдй)з(х(с ) ) вместо рго4(вАзе(х) ), чтобы подсчитать полное количество элементов в х. Однако следует соблюдать осторожность, Если бы мы не определили заранее, что у имеет одинаковую величину с х, и использовали бы выражение е1ве внутри цикла, чтобы определять у(п) равным 1, когда х(п) равен О, тогда у оказался бы массивом 1 х б, а не массивом 3 х 2. В этом случае мы мог ли бы использовать команду у гев)заре(у, вАзе(х) ) в конце Мфайла, чтобы заставить у приобрести тот же размер, что и х. Однако, даже если вид результирующего массива не является важным, будет не лишним заранее определить массив подходящего размера перед его поэлементным вычислением в цикле, так как цикл в этом случае будет выполняться быстрее. Глава 6.
Программирование 123 Рассмотрим модификацию М.файла, представленного выше. ЕвззоВХозз у й(зс) Нзс-~ 0 у х вазз(х) ./зс) гвкцги евсз у х опвв(в1вв(х))з аког в ~ 1зргоа(в1вв(х)) 1й х(в) -~ 0 у(в) ~ вап(зс(п))/х(п)з а епсз Кроме цикла мы добавили блок из четырех строк, предназначенный для ускорения работы М-файла, если все элементы параметра ввода х являются ненулевыми. Так как программа МАТ(АВ обрабатывает векторы более эффективно, чем циклы, новый М-файл выполняется в несколько раз быстрее, если х имеет большое количество элементов (все ненулевые). Вот как работает этот новый блок из четырех строк.
Первое выражение 1й является истиной, при условии, что все элементы х ненулевые. В этом случае мы определяем выходной параметр у, используя векторные операции программы МАТ(АВ, которые гораздо более эффективны, чем выполнение цикла. Затем мы используем команду гвкигп, чтобы остановить выполнение М-файла без запуска любых других команд.
(Использование здесь команды гвкцгп — дело вкуса; вместо этого мы могли бы все оставшиеся команды поместить между выражениями в1вв и епсТ.) С другой стороны, если х имеет один или несколько нулевых элементов, тогда выражение 1х ложно и М-файл переходит к командам после ближайшего выражения азу.
Часто бывают ситуации, когда вы можете полностью избежать использования циклов и команд ветвления, применяя логические массивы. Ниже приведен другой М-файл-функция, который выполняет ту же самую задачу, которая продемонстрирована в предыдущих примерах. Его преимущество состоит в большей краткости и эффективности при работе по сравнению с предыдущими М-файламн, так как в этом файле не используются циклы. ЬлззоИ.оп у ~ Е(х) у ~ опвв(в1вв(зс))з в = (зс -= О)з у(зз) = вха(х(х))./х(п)з МАТОВ 124 Здесь п является логическим массивом того же размера, что и х, со значением 1 в каждой ячейке, где х имеет ненулевой элемент, и с нулями в любых других ячейках. Таким образом, строка, определяющая у(п), только переопределяет элементы у, соответствующие ненулевым значениям х, и оставляет другие элементы равными 1. Ветвление с помошью команды в»у((сЬ Другой основной командой ветвления является команда вмассЬ.
Эта команда позволяет осуществлять ветвление по нескольким условиям (направлениям) так же просто, как и с двумя, причем условия рассматриваются на равенство. Ниже представлен простой пример с разделением на три условия формирования параметра ввода. кепссвоп у сои»»К (х) вмассЬ х саве 1 у 'опе'з саве 2 у = 'кмо' окьехмаве у = 'ману' еЫ Здесь выражение вмассЬ вычисляет параметр ввода х, а затем выполнение программы в файле переходит туда, где выражение саве имеет то же самое значение, что и параметр ввода. Таким образом, если параметр ввода х имеет значение, равное 1, тогда параметр вывода у определяется в виде строки 'оае ', если х равен 2, тогда у определяется в виде строки 'смо'.
После выполнения всех команд, следующих за выбранным условием, программа МАТ(.АВ встречает либо другое выражение саве, либо выражение оКЬекмьве, что приводит к переходу выполнения программы к выражению епс. Таким образом, выполняется самое большее — одно условие. Если не найдено соответствий среди выражений саве, тогда программа МАТ(АВ переходит к опциональному выражению осЬехмаве или к выражению епс. В приведенном выше примере выражение окЬекмаве присутствует, таким образом, параметр вывода определяется, как строка 'валу', если параметр ввода не равен 1 или 2. В отличие от команды 1к команда вмассЬ не разрешает векторные выражения, но разрешает строки.
Чтобы увидеть пример с использованием строк, введите команду Ье1р вм1ссЬ. Эта возможность может быть полезной, если вы захотите создать М-файл-функцию, который использует параметр ввода в виде строки для выбора среди нескольких различных вариантов. 125 Глава 6. Программирование $~ Хотя строки нельзя сравнивать, используя операторы отношений, такие как == (кроме случаев, когда они имеют одинаковую длину), тем не менее, вы можете сравнить строки в выражениях зЕ или е1ве1Е, используя команды ввкогэр или звецпе1.
Последняя команда чаще используется при сравнении массивов, которые могут иметь различные размеры или даже различные типы данных. Более полробно о циклах В главе 3 вы познакомились с командой Еок, которая начинает цикл — последовательность команд, выполняющаяся много раз. При использовании команды Еок вы заранее определяете, сколько раз будет запускаться цикл (хотя это количество может зависеть, например, от информации, вводимой в М-файл-функцию). Иногда может возникнуть необходимость запускать команды в цикле до тех пор, пока не встретится определенное условие, не определяя заранее количество итераций (повтореннй).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
