Логические выражения использующие функцию find
Функция find определяет индексы числового массива, удовлетворяющие заданному логичес-кому условию. Эта функция удобна для создания логических масок (шаблонов) и матриц ин-дексов. В наиболее общей форме, функция find возвращает единственный вектор индексов. Этот вектор может быть использован для индексации массивов любого размера или формы. Например, в приведенном ниже примере функция find позволяет легко заменить все элемен-ты матрицы А больше 8 на число 100:
A = magic(4)
A =
16 2 3 13
5 11 10 8
9 7 6 12
4 14 15 1
i = find (A > 8);
A(i) = 100
A =
100 2 3 100
5 100 100 8
100 7 6 100
4 100 100 1
Вы можете также использовать функцию find для получения обеих индексов строк и стол-бцов прямоугольных матриц, удовлетворяющих заданному логическому условию (более под-робно эта функция описана в справочниках).
Приоритеты операторов
Вы можете строить выражения, использующие любую комбинацию арифметических и логи-ческих операторов, а также операторов отношения. Уровни приоритетов этих операторов определяют порядок, в котором MATLAB обрабатывает выражение. В пределах каждого уровня приоритета, операторы имеют одинаковый приоритет и оцениваются (обрабатыва-ются) слева направо. Последовательность приоритетов для операторов MATLAB-а приве-дены ниже, упорядоченные в порядке убывания приоритетов, то есть от высшего приоритета к низшему.
Изменение приоритетов операторов
Имеющаяся последовательность приоритетов может быть изменена путем использования обычных скобок, как это показано в следующем примере.
A = [3 9 5];
B = [2 1 5];
C = A ./ B.^2
C =
0.7500 9.0000 0.2000
C = (A. / B) .^2
C =
2.2500 81.0000 1.0000
Выражения могут также содержать переменные, заданные посредством индексов
b = sqrt (A(2)) + 2*B(1)
b =
7
Команды управления данными (Flow Control)
В MATLAB-е имеются 8 базовых команд для управления потоками данных:
• if, совместно с else и elseif, осуществляет обработку группы выражений, основываясь на
некотором логическом условии.
• switch, совместно с case и otherwise, обрабатывает различные группы выражений, основы-
ваясь на значении некоторого логического условия.
• while осуществляет обработки группы выражений неопределенное число раз, основываясь
на некотором логическом условии.
• for осуществляет обработку группы выражений определенное (заданное) число раз.
• continue передает управление к следующей итерации в циклах for или while , пропуская
все оставшиеся выражения в теле цикла.
• break прекращает обработку выражений и выходит из циклов, созданных командами for
или while.
• try...catch изменяет последовательность выполнения команд, если во время выполнения
программы получено сообщение об ошибке.
• return приводит к прекращению выполнения данной программы и к возврату в вызываю-
щую функцию.
Все конструкции программ, основанные на логических условиях, используют команду end для указания конца соответствующего блока.
Внимание! Во многих случаях вы можете ускорить выполнение программ MATLAB-а, путем замены циклов с командами for и while векторными выражениями (см. ниже).
Команды if, else, and elseif
Команда if оценивает логическое выражение и обрабатывает группу операторов, основыва-ясь на значении указанного выражения. В свое простейшей форме синтаксис команды имеет вид
if (логическое выражение)logical_expression
операторы
end
Если логическое выражение истинно, то есть равно 1, MATLAB выполняет все операторы между строками, содержащими команды if и end . После этого он продолжает выполнять ко-манды. находящиеся за строкой с end. Если логическое выражение ложно, то есть дает логи-ческий 0, MATLAB перескакивает через все выражения между строками с if и end , и про-должает свою работу со строки, следующей за командой end. Например,
if rem (a,2) == 0
disp('a is even')
b = a/2;
end
Данный блок проверяет, является ли входной аргумент четным числом и, если да, то выводит в комндную строку соответствующее сообщение и делить число а пополам. В противном случае, данный блок не выполняется. Между строками с if и end вы можете включить произ-вольное число операторов, содержащих, в свою очередь, любые команды и циклы. Если ло-гическое выражение приводит к нескалярной величине, то для выполнения блока все элемен-ты аргумента должны буть ненулевыми. Например, допустим X является матрицей. Тогда выражение
if X
операторы
end
эквивалентно следующему
if all(X(:))
операторы
end
При использовании с if , команды else и elseif дают следующие дополнительные возможно-сти создания программ:
• Команда else не имеет логического условия. Операторы, связанные с данной командой вы-
полняются, если предшествующее условие команды if (и, возможно, elseif) является лож-
ным.
• Команда elseif имеет логическое условие, которое оценивается, если предшествующее ус-
ловие команды if (и, возможно, elseif), является ложным. Если логическое условие данной
команды elseif является истинным, то выполняются соответствующие операторы, следую-
щие за данной командой. Вы можете иметь произвольное число команд elseif в пределах
одного блока с if.
if n < 0 % Если n отрицательно, дать сообщение об ошибке
disp('Input must be positive');
elseif rem (n, 2) == 0 % Если n положительно и четно, разделить на 2.
A = n/2;
else
A = (n+1) /2; % Если n положительно и нечетно, прибавить 1 и
% разделить на два.
end
Команда if и пустые массивы
Если логическое условие, связанное с if, приводит к нулевому массиву, то оно оценивается как ложное. Например, если А является пустым массивом, то следующий блок
if A
S1
else
S0
end
выполняет оператор S0.
Команда switch
Команда switch осуществляет обработку определенных операторов, исходя из значения пере-менной или выражения. Ее базовая форма имеет вид
switch выражение (скаляр или строка символов)
case значение 1
операторы % Выполняются если выражение == значение 1
case значение 2
операторы % Выполняются если выражение == значение 2
.
.
.
otherwise
операторы % Выполняются если выражение не соответствует не одному
% значению, связанному с командами case
end
Данный блок состоит из:
• Слова switch за которым следует выражение которое нужно оценить..
• Любого числа блоков с командами case. Эти блоки состоят из слова case, за которым на той же строке следует возможное значение выражения за словом switch. Последующие строки содержат операторы, которые необходимо выполнить при указанном значении выражения в первой строке за словом switch. Эти строки могут быть любыми допустимыми выражени-ями, включая другие циклы switch. Выполнение группы операторов, связанных с данной ко-мандой case прекращается, когда MATLAB встречает следующую команду case или слово
otherwise. Отметим, что всегда выполняется только первый подходящий блок с case.
• Не обязательной группы операторов, начинающихся словом otherwise; эта группа обраба-тывается, если значение выражения не было перехвачено каким-либо предшествующим бло-ком с case. Обработка группы операторов за словом otherwise прекращается на команде end.
• Заключительной команды end.
Блок с командой switch работает путем сравнения входного выражения, которе может быть численным скаляром или строкой символов, с каждым значением ключей case. В случае чис-ленных выражений выполняется какой-либо (первый) блок, если справедливо логическое ра-венство значение == выражение. При выражениях в виде строки символов, блок выполня-ется, если истинно выражение strcmp(значение,выражение) (команда strcmp осуществляет логическое сравнение строк символов) .
Приведенный ниже код дает простой пример использования команды switch. Он проверяет переменную input_num и сравнивает ее с заданными числами. Если значения input_num равны –1, 0, или 1, команды case производят вывод значений на экран в виде текста. Если переменная input_num не равна не одному из указанных значений, выполнение переходит к строке otherwise и программа выводит на экран текст 'other value' («другое значение»).