Функция for end matlab как работает. Программирование в MATLAB

препроцессор . Назначение препроцессора - обработка исходного текста программы до ее компиляции. Препроцессорная обработка включает несколько стадий, выполняемых последовательно. Конкретная реализация может объединять несколько стадий, но результат должен быть таким, как если бы они выполнялись в следующем порядке:

1. Все системно-зависимые обозначения перекодируются в стандартные коды.
2. Каждая пара из символов " \ " и "конец строки" вместе с пробелами между ними убираются, и тем самым следующая строка исходного текста присоединяется к строке, в которой находилась эта пара символов.
3. В тексте распознаются директивы и лексемы препроцессора, а каждый комментарий заменяется одним символом пустого промежутка.
4. Выполняются директивы препроцессора и производятся макроподстановки.
5. Эскейп-последовательности в символьных константах и символьных строках заменяются на их эквиваленты.
6. Смежные символьные строки конкатенируются, то есть соединяются в одну строку.
7. Каждая препроцессорная лексема преобразуется в текст на языке Си.

Поясним, что понимается под препроцессорными лексемами или лексемами препроцессора. К ним относятся символьные константы , имена включаемых файлов, идентификаторы, знаки операций, препроцессорные числа, знаки препинания, строковые константы и любые символы, отличные от пробела.

Стадия обработки директив препроцессора. При ее выполнении возможны следующие действия:

• замена идентификаторов заранее подготовленными последовательностями символов;
• включение в программу текстов из указанных файлов;
• исключение из программы отдельных частей ее текста, условная компиляция;
• макроподстановка, то есть замена обозначения параметризованным текстом, формируемым препроцессором с учетом конкретных аргументов.

Символические константы: #define

Если в качестве первого символа в строке программы используется символ # , то эта строка является командной строкой препроцессора (макропроцессора). Командная строка препроцессора заканчивается символом перевода на новую строку. Если непосредственно перед концом строки поставить символ обратной косой черты " \ ", то командная строка будет продолжена на следующую строку программы.

Директива #define , подобно всем директивам препроцессора, начинается c символа # в самой левой позиции. Она может появиться в любом месте исходного файла, а даваемое определение имеет силу от места появления до конца файла. Мы активно используем эту директиву для определения символических констант в наших примерах программ, однако она имеет более широкое применение, что мы покажем дальше.

Замена идентификаторов

#define идентификатор строка

Заменяет каждое вхождение идентификатора ABC в тексте программы на 100 :

#undef идентификатор

Отменяет предыдущее определение для идентификатора ABC .

/* Простые примеры директивы препроцессора */ #define TWO 2 /* можно использовать комментарии*/ #define MSG "Текст 1.\ Продолжение текста 1" /* обратная косая черта продолжает определение на следующую строку */ #define FOUR TWO*TWO #define PX printf("X равен %d.\n", x) #define FMT "X равен %d.\n" int main() { int x = TWO; PX; x = FOUR; printf(FMT,x); printf("%s\n",MSG); printf("TWO: MSG\n"); return TWO; }

В результате выполнения нашего примера будем иметь.

Заголовочные файлы включаются в текст программы с помощью директивы препроцессора #include. Директивы препроцессора начинаются со знака "диез" (#), который должен быть самым первым символом строки. Программа, которая обрабатывает эти директивы, называется препроцессором (в современных компиляторах препроцессор обычно является частью самого компилятора).
Директива #include включает в программу содержимое указанного файла. Имя файла может быть указано двумя способами:

#include #include "my_file.h"

Если имя файла заключено в угловые скобки (<>), считается, что нам нужен некий стандартный заголовочный файл, и компилятор ищет этот файл в предопределенных местах. (Способ определения этих мест сильно различается для разных платформ и реализаций.) Двойные кавычки означают, что заголовочный файл - пользовательский, и его поиск начинается с того каталога, где находится исходный текст программы.
Заголовочный файл также может содержать директивы #include. Поэтому иногда трудно понять, какие же конкретно заголовочные файлы включены в данный исходный текст, и некоторые заголовочные файлы могут оказаться включенными несколько раз. Избежать этого позволяют условные директивы препроцессора . Рассмотрим пример:

#ifndef BOOKSTORE_H #define BOOKSTORE_H /* содержимое файла bookstore.h */ #endif

Условная директива #ifndef проверяет, не было ли значение BOOKSTORE_H определено ранее. (BOOKSTORE_H - это константа препроцессора; такие константы принято писать заглавными буквами.) Препроцессор обрабатывает следующие строки вплоть до директивы #endif. В противном случае он пропускает строки от #ifndef до # endif.
Директива

#define BOOKSTORE_H

определяет константу препроцессора BOOKSTORE_H. Поместив эту директиву непосредственно после директивы #ifndef, мы можем гарантировать, что содержательная часть заголовочного файла bookstore.h будет включена в исходный текст только один раз, сколько бы раз ни включался в текст сам этот файл.
Другим распространенным примером применения условных директив препроцессора является включение в текст программы отладочной информации. Например:

Int main() { #ifdef DEBUG cout << "Начало выполнения main()\n"; #endif string word; vector text; while (cin >> word) { #ifdef DEBUG cout << "Прочитано слово: " << word << "\n"; #endif text.push_back(word); } // ... }

Если константа DEBUG не определена, результирующий текст программы будет выглядеть так:

Int main() { string word; vector text; while (cin >> word) { text.push_back(word); } // ... }

В противном случае мы получим:

Int main() { cout << "Начало выполнения main()\n"; string word; vector text; while (cin >> word) { cout << "Прочитано слово: " << word << "\n"; text.push_back(word); } // ... }

Константа препроцессора может быть определена в командной строке при вызове компилятора с помощью опции -D (в различных реализациях эта опция может называться по-разному). Для UNIX-систем вызов компилятора с определением препроцессорной константы DEBUG выглядит следующим образом:

$ CC -DDEBUG main.C

Есть константы, которые автоматически определяются компилятором. Например, мы можем узнать, компилируем ли мы С++ или С программу. Для С++ программы автоматически определяется константа __cplusplus (два подчеркивания). Для стандартного С определяется __STDC__. Естественно, обе константы не могут быть определены одновременно. Пример:

#idfef __cplusplus // компиляция С++ программы extern "C"; // extern "C" объясняется в главе 7 #endif int main(int,int);

Другими полезными предопределенными константами (в данном случае лучше сказать переменными) препроцессора являются __LINE__ и __FILE__. Переменная __LINE__ содержит номер текущей компилируемой строки, а __FILE__ - имя компилируемого файла. Вот пример их использования:

If (element_count == 0) cerr << "Ошибка. Файл: " << __FILE__ << " Строка: " << __LINE__ << "element_count не может быть 0";

Две константы __DATE__ и __TIME__ содержат дату и время компиляции.
Стандартная библиотека С предоставляет полезный макрос assert(), который проверяет некоторое условие и в случае, если оно не выполняется, выдает диагностическое сообщение и аварийно завершает программу. Мы будем часто пользоваться этим полезным макросом в последующих примерах программ. Для его применения следует включить в программу директиву

#include

assert.h - это заголовочный файл стандартной библиотеки С. Программа на C++ может ссылаться на заголовочный файл как по его имени, принятому в C, так и по имени, принятому в C++. В стандартной библиотеке С++ этот файл носит имя cassert. Имя заголовочного файла в библиотеке С++ отличается от имени соответствующего файла для С отсутствием расширения.h и подставленной спереди буквой c (выше уже упоминалось, что в заголовочных файлах для C++ расширения не употребляются, поскольку они могут зависеть от реализации).
Эффект от использования директивы препроцессора #include зависит от типа заголовочного файла. Инструкция

#include

включает в текст программы содержимое файла cassert. Но поскольку все имена, используемые в стандартной библиотеке С++, определены в пространстве std, имя assert() будет невидимо до тех пор, пока мы явно не сделаем его видимым с помощью следующей using-директивы:

Using namespace std;

Если же мы включаем в программу заголовочный файл для библиотеки С

#include

то надобность в using-директиве отпадает: имя assert() будет видно и так. (Пространства имен используются разработчиками библиотек для предотвращения засорения глобального пространства имен. В разделе 8.5 эта тема рассматривается более подробно.)

Директивы препроцессора

При каждом запуске компилятора сначала запускается препроцессор, который выполняет директивы начинающиеся с символа #. При выполнении этих команд создается временный файл исходного кода, с которым уже работает компилятор.

Директива #include

Строка
#include "имя файла"

Заменяет эту строку полным содержимым файла имя. файла. Если не указан путь то файл сначала ищется в директории исходного файла, затем в директории заданной в опциях компилятора(обычно директория Include).

Строка #include <имя файла>

Ищет файл только в директории заданной в опциях компилятора.

Директива #define

#define идентификатор строка символов

Заменяет все последующие вхождения идентификатора строкой символов. Пример:

#define A_NUMBER 100

int n=A_NUMBER;

n присвоится значение 100

#define можно применять также для определения макросов, например:

#define SWAP(a,b) temp=(a);(a)=(b);(b)=temp

Подробнее о #define (и в частности о макросах) будет отдельная статья.

Директива #undef

#undef идентификатор

Отменяет прероцессорное определение идентификатора.

Директивы #if #else #endif

#if выражение

Проверяет истинно ли выражение и если истинно, то выполняет все последующие строки до директивы #endif.

Конструкция типа:

#if выражение

#endif Проверяет выражение, если оно истинно то выполняются строки между #if и #else а если ложно то между #else и #endif.

Директивы #ifdef #ifndef

#ifdef идентификатор

Проверяет определен ли идентификатор в препроцессоре в данный момент(директивой #define) и если определен, то выполняет все последующие строки до директивы #endif.

#ifndef идентификатор

Наоборот, выполняет все последующие строки до директивы #endif если идентификатор не определен в препроцессоре в данный момент.

Директива #error

#error - сообщение об ошибке. Останавливает работу компилятора и выдает сообщение об ошибке. Например:

#ifndef smth_important

#error smth important isn"t defined

Компилятор выдаст что-то типа:

Fatal F1003 file.cpp 2: Error directive: smth important isn"t defined

*** 1 errors in Compile ***

Директива #line

Директива
#line константа "имя файла" Заставляет компилятор считать, что константа задает номер следующей строки исходного файла, и текущий входной файл именуется идентификатором. Если идентификатор отсутствует, то запомненное имя файла не изменяется.

Директива #pragma

#pragma - это директива препроцессора, которая реализует возможности компилятора. Эти особенности могут быть связанны с типом компилятора.Разные типы компиляторов могут поддерживать разные директивы. Общий вид директивы:

#pragma команда компилятора

Например:

#pragma message("сообщение") - просто выдает сообщение при компиляции.

Области видимости

Функции и внешние переменные, из которых состоит Си-программа, каждый раз компилировать все вместе нет никакой необходимости. Исходный текст можно хранить в нескольких файлах. Ранее скомпилированные программы можно загружать из библиотек. В связи с этим возникают следующие вопросы:

Как писать объявления, чтобы на протяжении компиляции используемые переменные были должным образом объявлены?

В каком порядке располагать объявления, чтобы во время загрузки все части программы оказались связаны нужным образом?

Как организовать объявления, чтобы они имели лишь одну копию?

Как инициализировать внешние переменные?

Начнем с того, что разобьем программу-калькулятор на несколько файлов. Конечно, эта программа слишком мала, чтобы ее стоило разбивать на файлы, однако разбиение нашей программы позволит продемонстрировать проблемы, возникающие в больших программах.

Областью видимости имени считается часть программы, в которой это имя можно использовать. Для автоматических переменных, объявленных в начале функции, областью видимости является функция, в которой они объявлены. Локальные переменные разных функций, имеющие, однако, одинаковые имена, никак не связаны друг с другом. То же утверждение справедливо и в отношении параметров функции, которые фактически являются локальными переменными.

Область действия внешней переменной или функции простирается от точки программы, где она объявлена, до конца файла, подлежащего компиляции. Например, если main , sp , val , push и pop определены в одном файле в указанном порядке, т. е.

Main() {...} int sp = 0;double val; void push(double f) {...}double pop(void) {...}

то к переменным sp и val можно адресоваться из push и pop просто по их именам; никаких дополнительных объявлений для этого не требуется. Заметим, что в main эти имена не видимы так же, как и сами push и pop .

Однако, если на внешнюю переменную нужно сослаться до того, как она определена, или если она определена в другом файле, то ее объявление должно быть помечено словом extern .

Важно отличать объявление внешней переменной от ее определения . Объявление объявляет свойства переменной (прежде всего ее тип), а определение, кроме того, приводит к выделению для нее памяти. Если строки

Int sp;double val;

расположены вне всех функций, то они определяют внешние переменные sp и val , т. e. отводят для них память, и, кроме того, служат объявлениями для остальной части исходного файла. А вот строки

Extern int sp;extern double val;

объявляют для оставшейся части файла, что sp - переменная типа int , а val - массив типа double (размер которого определен где-то в другом месте); при этом ни переменная, ни массив не создаются, и память им не отводится.

На всю совокупность файлов, из которых состоит исходная программа, для каждой внешней переменной должно быть одно-единственное определение ; другие файлы, чтобы получить доступ к внешней переменной, должны иметь в себе объявление extern . (Впрочем, объявление extern можно поместить и в файл, в котором содержится определение.) В определениях массивов необходимо указывать их размеры, что в объявлениях extern не обязательно. Инициализировать внешнюю переменную можно только в определении. Хотя вряд ли стоит организовывать нашу программу таким образом, но мы определим push и pop в одном файле, а val и sp - в другом, где их и инициализируем. При этом для установления связей понадобятся такие определения и объявления:

В файле 1 : extern int sp;extern double val; void push(double f) {...}double pop(void) {...}В файле2 : int sp = 0;double val;

Поскольку объявления extern находятся в начале файла1 и вне определений функций, их действие распространяется на все функции, причем одного набора объявлений достаточно для всего файла1 . Та же организация extern -объявлений необходима и в случае, когда программа состоит из одного файла, но определения sp и val расположены после их использования.

СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1104 c.
ISBN 5-94157-494-0
Скачать (прямая ссылка): matlab72005.pdf Предыдущая 1 .. 117 > .. >> Следующая

while условие повторения цикла команды MATLAB

В данном примере условием повторения цикла является то, что модуль текущего слагаемого x2k~l/(2k +1)! больше IO10. Для записи условия в форме,

понятной MATLAB, следует использовать знак ">" (больше). Текст файл-функции mysin, вычисляющей сумму ряда на основе рекуррентного соотношения

k 2k(2k + \) k 1

приведен в листинге 7.7.

Примечание ^

Конечно, в общем случае малость слагаемого- понятие относительное, слагаемое может быть, скажем, порядка IO-10, но и сама сумма того же порядка. В этом случае условие окончания суммирования должно быть другим, а именно малость модуля отношения текущего слагаемого к уже накопленной части суммы. Пока не будем обращать на это внимания - нашей задачей является изучение работы с циклами.

Листинг 7.7. Файл-функция mysin, вычисляющая синус разложением в ряд

function s - mysin(х)

"% Вычисление синуса разложением в ряд

% Использование: у = mysin [х}, -pi < х < piГлава 7. Управляющие конструкции языка программирова ни я

Ї вычисление первого слагаемого суммы для к = О k = 0; и - х;

% вычисление вспомогательной переменной х2 - х*х;

while abs(u) > 1.Oe-IO k = к + 1; u = -и* х2/(2*к)/(2*к + 1)

Обратите внимание, что у цикла while, в отличие от for, нет переменной цикла, поэтому пришлось до начёта цикла к присвоить единицу, а внутри цикла увеличивать к на единицу.

Сравните теперь результат, построив графики функций mysin и sin на отрезке [-л, я] Fia одних осях, например, при помощи fplot (команды можно задать из командной строки): » fplot (@rnysin, [-pi, pi]) » hold on

» fplot(@sin, t-pii pi]і "k.")

Рис. 7.3. Сравнение mysin и sin360_________ Часть II. Вычисления и программирование

Получающиеся графики изображены на рис. 7.3, они свидетельствуют о правильной работе файл-функции mysin.

Условие цикла while может содержать логическое выражение, составленное из операций отношения и логических операций или операторов. Для задания условия повторения цикла допустимы операции отношения, приведенные в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Операции отношения

Обозначение Операция отношения
== Равенство
< Меньше
<= Меньше или равно
>= Больше или равно
Не равно

Задание более сложных условий производится с применением логических операторов или операций. Например, условие -1<.г<2 состоит в одновременном выполнении неравенства а>-1 и х<2 и записывается при помощи логического оператора and

and(x >= -1, X < 2)

или эквивалентным образом с применением логической операции "и" - &

(х >= -1) & (х < 2)

Основные логические операции и операторы и примеры их записи приведены в табл. 7.2 (логические выражения подробно описаны в разд. "Логические операции с числами и массивами " этой главы).

Таблица 7.2. Логические выражения

Тип выражения Выражение Логический оператор Логическая операция
Логическое "и" А*<3 И к=4 and (х < 3, k==4) (х<3) s (k = 4)
Логическое "или" X = Ї или 2 or (х == 1, X= 2) (х == 1) I (х == 2)
Отрицание "не" а* 1.9 not (a == 1.9) -(а == 1.9)Глава 7. Управляющие конструкции языка программирова ни я

^ Примечание ^

Операторы not, and и or являются функциям», возвращающими значения "истина" (логическая единица) или "ложь" (логический ноль). Такие же значения принимает любое логическое выражение.

При вычислении суммы бесконечного ряда имеет смысл ограничить число слагаемых. Если ряд расходится из-за того, что его члены не стремятся к нулю, то условие на малость текущего слагаемого может никогда не выполниться и программа зациклится. Выполните суммирование, ограничив число слагаемых. Добавьте в условие цикла while файл-функции mysin (см. листинг 7.6) ограничение на количество слагаемых:

(abs(u) > 1.Oe-IO) & (к <= 100000) или в эквивалентной форме:

and l.Oe-lO, k <= 100000)

^ Примечание ^

Для задания порядка выполнения логических операций следует использовать круглые скобки (подробнее про логические операторы и логические операции и про возможность применения их к массивам написано в

разд. "Логические выражения с массивами и числами" данной главы).

При программировании алгоритмов кроме организации повторяющихся действий в виде циклов часто требуется выполнить тот или иной блок команд в зависимости от некоторых условий, т.е. использовать ветвление алгоритма.

Операторы ветвления

Условный оператор if и оператор переключения switch позволяют создать гибкий разветвляющийся алгоритм, в котором при выполнении определенных условий выполняется соответствующий блок операторов или команд MATLAB. Практически во всех языках программирования имеются аналогичные операторы.

Условный оператор if

Оператор if может применяться в простом виде, для выполнения блока команд при удовлетворении некоторого условия, или в конструкции if-eiseif-eise для написания разветвляющихся алгоритмов.362

Часть II. Вычисления и программирование

Проверка входных аргументов

Начнем с простейшего примера - создайте файл-функцию для вычисления