中学数学建模方法：数据文件与M文件完全解析

1.数据类型与数据文件

（1）数据类型（Data mode）.

字符数组（Character array）；

数值数组（Numeric array）：整形单精度（single）、双精度（double）（MATLAB最常用的变量类型）、稀疏（sparce）数组；

单元数组（Cell array）；

结构体数组（Structure array）；

函数句柄（Function handle）.

在工作空间浏览器中不同的数据类型有着不同的图标标识.

（2）数据文件（Data file）.

①二进制数据文件（Binary date file）：以.mat为扩展名.是标准MATLAB数据文件，以二进制编码形式存储.“.mat文件”可以由MATLAB提供的save和load命令存取.

②ASCⅡ码数据文件（ASCⅡcode data file）：扩展名为.txt，.dat等，可以在MATLAB环境下存储，也可能是其他软件的计算结果，可以被MATLAB调用，也可以用文本编辑器打开进行观察与修改.可以用save和load命令进行读入和存取.

③图像文件（Graphics file）：扩展名为.bmp，.jpg，.tif等，用于图形图像处理，可以用imread和imwrite命令进行读入和存取.

④声音文件（Sound file）：扩展名为.wav，用waveread和wavwrite命令进行读入和存取.

（3）数据输入向导（Import wizard）.

File菜单下的Import Data子菜单用于将各种类型数据文件中的数据导入工作空间，称为数据输入向导.在Import Data对话框中输入需要导入的数据文件名后出现Import Wizard窗口，可预览将要导入的数据、显示图像、播放声音等.

2.M文件

MATLAB的两种工作方式：

①交互式命令操作方式：通过命令窗口进行交互式操作；

②M文件的编程工作方式.

（1）M文件编辑.

可用普通文本编辑器编制，文件由纯ASCⅡ字符组成，确定文件名后加.m扩展名，称为M文件.

MATLAB提供了一个方便的编辑/调试器，功能较多，推荐使用.

建立M文件的一般步骤：

①打开文件编辑器：最简单的方法是在操作桌面的工具栏上选择新建文件键或打开已有文件键，也可以在命令窗口输入命令edit建立新文件或输入edit filename，打开名为filename的M文件；

②编写程序内容：编写新的文件或修改已有文件；

③保存文件：文件运行前必须完成保存操作，与一般的文件编辑保存操作相同；

④运行文件：在命令窗口输入文件名即可运行.如要在编辑器中直接完成运行，可在编辑器的Debug菜单下选save and run选项，或按Run快捷键，最快捷的方法是直接按F5键执行运行.(www.xing528.com)

M文件有两种形式：命令（脚本）文件（Script File）和函数文件（Function File）

（2）命令文件.

M文件中最简单的一种，是可用于自动重复执行的一组MATLAB命令和函数组合，不需输出输入参数，用M文件可以调用工作空间已有的变量或创建新的变量.运行过程中产生的变量都是全局变量.

建立一个命令文件等价于从命令窗口中顺序输入文件里的命令，程序只要依次将命令编辑在命令文件中，再将程序保存成为扩展名为.m的M文件即可.

运行命令文件时，只需在命令窗口键入文件名，回车即可.

例1　绘制极坐标函数ρ1=2sin25θ，ρ2=cos310θ，ρ3=sin2θ，ρ4=5cos33.5θ的图形.

将程序保存成名为petals的M文件，并运行.

注：①'%'引导注释行，不予执行；

②不需要用“end”作为M文件的结束标志；

③若文件存放在自己的目录上，在运行文件前，应先将自己的目录设置为当前工作目录.最简单方法：在当前目录浏览器中设置.

④运行后存放在工作空间的变量可以用工作空间浏览器查看.

（3）函数文件.

如果M文件的第一个可执行行以function开始，便是函数文件，函数文件区别于命令文件之处在于命令文件的变量在文件执行完成后保留在工作空间中，而函数文件内定义的变量只在函数文件内起作用，文件执行完后即被清除.

例2　建立average函数用于计算矢量中单元的平均值.

将文件存盘，缺省状态下自动存储名为average.m的函数.这样只要接受一个输入参数便可计算返回一个输出参数，与其他MATLAB函数一样使用.

例3　用已建立的average函数文件求1～99的平均值.

函数文件的基本组成部分：

①函数定义行：由function引导，并定义函数名、输入参数和输出参数，函数定义行必须放在文件的第一个可执行行上.可以设多个输入输出参数.如：

function[x,y,z]=sphere(theta,phi,rho)

也可以没有输出参数，如：

function printresults(x)

②帮助文本：建立在线查询信息；

③函数体：包含全部的用于完成计算及给输出参数赋值等工作的语句；

④注释：以%起始到行尾结束部分的说明文字.可放置在程序中的任何部位.

（4）局部变量与全局变量（Local variable and global variable）

用global就可以把一个变量定义为全局变量.MATLAB中变量名是区分大小写的，习惯上常将大写字母定为全局变量.如：