📘 第 3 章：MATLAB 编程入门

这一章在干嘛？

前两章你只在「命令行」里和 MATLAB 一问一答地算题。第 3 章开始把多行命令保存成 脚本（script），让程序能反复跑、能从键盘和文件读数据、能画带标签的图，最后写出第一个自己定义的 函数（function）。整个第 6 章会展开，这里只挑最常用的一小块。学完这章，你能把「算圆的面积」从一行交互式命令升级成「输入半径 → 算出面积 → 输出完整句子」的可重用程序。

3.1 算法与脚本：先把思路画出来

3.2 MATLAB 脚本：把命令存到文件里

3.3 输入与输出：让脚本与人对话

3.4 完整的 I/O 脚本示例

3.5 用脚本画图并美化

3.6 文件读写：load 与 save

3.7 用户自定义函数：返回值的那种

3.8 命令与函数的等价写法

3.1 算法与脚本：先把思路画出来

关键词

算法（algorithm）、自顶向下设计（top-down design）、模块化程序（modular program）

写代码之前，先把要做什么、做到什么程度、按什么顺序做，写成一步一步的描述——这就是「算法」。原书把「算圆的面积」拆成三步：

1. 输入（input）：拿到半径。
2. 计算（calculate）：面积 = π × 半径²。
3. 输出（output）：把结果打印给用户。

图 3.1：MATLAB 编辑器界面

上方是 HOME 工具栏（左侧的「New Script」就是新建脚本的入口），左下角是 Current Folder（当前文件夹），下面就是 Editor（编辑器）。脚本文件必须保存在「当前文件夹」里，MATLAB 才能直接用文件名运行它，不必写完整路径。

这三步对几乎所有程序都适用。即使算法这么简单，每一步还能继续往下拆——比如「输入」就要再拆成「提示用户输入」和「把用户输入读进来」。这就是自顶向下设计：从粗到细、层层拆解，直到每一步都小到能直接写代码。

为什么不在编辑器里直接写代码？

因为写程序 = 把脑子里「怎么算」的思路翻译成「怎么写」的两件事。如果一上来就敲代码、边写边想思路，思路会被零碎的语言细节带跑。养成「先列步骤、再敲代码」的习惯，能在第 5 章之后遇到更难的题时省下大量返工时间。

3.2 MATLAB 脚本：把命令存到文件里

MATLAB 用 脚本文件（.m 文件） 保存一段命令序列。.m 是 MATLAB 默认的文件后缀，俗称「M 文件」。在编辑器里输入下面这段，保存为 script1.m：

% 文件：script1.m
% 计算一个圆的面积
radius = 5
area = pi * (radius ^ 2)

保存后，命令行敲 script1（不带 .m）就能运行：

>> script1
radius =
     5
area =
   78.5398

也可以先用 type script1 让 MATLAB 在命令行把文件内容回显出来，再确认要不要执行。修改文件就双击 Current Folder 里的文件名——编辑器和命令行是双向打通的。

3.2.1 注释与 help 命令

% 在 MATLAB 里表示「单行注释（comment）」，从 % 到行尾的所有字符在运行时被完全忽略。注释是给读代码的人看的，机器看不见。

「 H1 行（H1 line）」：文件第一行连续的注释块，是 help 文件名 唯一会显示的内容。lookfor 命令也只在 H1 行里搜索关键字，所以这一行要写成一句话的功能描述。

% 文件：circlescript.m
% This script calculates the area of a circle
% First the radius is assigned
radius = 5
% The area is calculated based on the radius
area = pi * (radius ^ 2)

>> help circlescript
 This script calculates the area of a circle

注意 help 只显示了第一行——第二行因为前面有空行隔开，被认为不属于「连续的注释块」了。需要更长的多行注释，用 %{ ... %}（注释块，comment block），两个标记必须各自独占一行：

%{
  本块用于长注释
  可以写很多行
  直到遇到配对的 %}
%}

常见坑：函数体里忘了写分号

脚本里的赋值语句如果不加分号，每次运行都会把中间结果「喧哗」地打印出来，干扰最终输出。所以函数和脚本里的赋值语句几乎永远要加分号；打印交给专门的 disp 或 fprintf 来做。

3.2.2 文件名的命名规则

.m 文件名必须遵守 MATLAB 变量名规则：以字母开头，后面只能跟字母、数字、下划线，不能有空格、连字符或中文。和变量一样，MATLAB 大小写敏感：Script1.m 和 script1.m 是两个完全不同的文件。养成「全程小写 + 下划线分隔单词」的好习惯，例如 circle_io.m 比 CircleIO.m 更耐看。

3.3 输入与输出：让脚本与人对话

光会算不行，还得能接受输入、产生输出，这就是 I/O（input/output）。MATLAB 默认的输入设备是键盘，默认的输出设备是屏幕。

3.3.1 input：键盘录入

input 把用户在命令行敲的内容读成 MATLAB 的变量。最简单的用法是读一个数：

>> rad = input('Enter the radius: ')
Enter the radius: 5
rad =
     5

如果想让用户输入字符串而不是表达式，必须加第二个参数 's'（意思是 “string”）：

>> letter = input('Enter a char: ', 's')
Enter a char: g
letter =
    'g'

常见坑： input('prompt', 's') 与裸 input 的本质区别

• 不加 's' 时，MATLAB 把用户输入当作 MATLAB 表达式：输入 5 得到数 5，输入 t 会去找变量 t，输入 pi 得到 π。
• 加 's' 时，用户输入原文照搬地存成字符串，包括空格、引号都被吃进变量里。

漏写 's' 是初学者最常遇到的字符输入 bug。如果用户输错了，MATLAB 还会再抛一次 Undefined function or variable 'xxx' 错误，更让人误以为是自己代码错了。

3.3.2.1 prompt 的写法细节

提示文本末尾通常加一个冒号 + 空格（': '）再让用户敲输入，这样光标和提示语之间有一格距离，看起来不那么拥挤。教材里反复出现的 'Enter the radius: ' 就是这个习惯的典型。读向量也一样——input('Enter a vector: ') 让用户输 [3 8 22] 或 1:2:10，MATLAB 都按合法语法解析：

>> v = input('Enter a vector: ')
Enter a vector: [3 8 22]
v =
     3     8    22

3.3.2 disp：最简单的输出

disp 是「display」的缩写，把字符串或表达式的值打到屏幕上，不会自动保存到 ans，也没有格式化能力：

>> disp('Hello')
Hello
>> disp(4^3)
    64

打印矩阵、向量时 disp 特别干净：

>> mat = [15 11 14; 7 10 13];
>> disp(mat)
    15    11    14
     7    10    13

3.3.3 fprintf：格式化输出

要想在输出里夹数字、控制小数位数、对齐字段，就要请出 fprintf。它和 C 语言的 printf 是同一个套路：第一个参数是格式字符串，后面是要打印的值。

>> fprintf('The value is %d, for sure!\n', 4^3)
The value is 64, for sure!
>>

格式字符串里的「占位符（conversion character）」决定下一个值怎么被打印：

占位符	含义
%d	十进制整数（decimal integer）
%f	浮点数（real number）
%c	单个字符
%s	字符串

末尾的 \n 是「换行符（newline character）」——不写它，下一条 >> 提示符会黏在同一行末尾，特别难看。

常见坑：忘了 \n

disp 会自动换行，fprintf 不会。每次 fprintf 末尾都补一个 \n，是写 MATLAB 程序的基本礼貌。

**字段宽度（field width）**让数字对齐：%5d 表示总占 5 列、%6.2f 表示总共 6 列（含小数点和 2 位小数）。宽度太窄会自动撑开：

>> fprintf('%3.2f\n', 1234.5678)   % 宽度 3 不够，MATLAB 会扩成 7
1234.57

更精细的格式：左对齐用 %-5d、字符串截断用 %.2s。常用转义还有 \t（制表符）、\\（打印单个反斜杠）、''（打印单个单引号，因为字符串本身是用单引号包的）。

3.3.4 打印向量和矩阵

fprintf 把向量按列优先顺序「拆开」：

>> vec = 2:5;          % 2 3 4 5
>> fprintf('%d\n', vec)
2
3
4
5

矩阵更明显——按列依次打印：

>> mat = [5 9 8; 4 1 10];   % 2×3
>> fprintf('%d %d %d\n', mat)
5 4 9          % 第一列两个元素横着打
1 8 10         % 第二列两个元素横着打

要想保留原本「一行一行」的样子，转置一下再打：

>> fprintf('%d %d %d\n', mat')
5 9 8
4 1 10

经验之谈

临时调试矩阵用 disp(mat)；要写文件、固定位数才用 fprintf。

3.3.5 在 prompt 里用换行

input 的提示字符串里可以塞 \n 实现换行——这是唯一一个被 input 接受的格式字符，其它 %d、\t 都会被原样打印：

>> x = input('Enter the \nx coordinate: ');
Enter the
x coordinate: 4

3.3.6 vsprintf 家族：fprintf 的两个近亲

除了 fprintf（打印到屏幕或文件），MATLAB 还提供两个不常被提到但用起来很顺手的姊妹：

• sprintf：把格式化结果塞回一个字符串变量，不打印任何东西。常用于生成文件名、拼接 SQL、构造图表标题。
• disp：不接受格式串，但会自动在末尾加换行、且不会污染 ans，适合一次性把矩阵或字符串怼到屏幕上。

举例感受一下：

>> s = sprintf('Result = %.3f', sqrt(2));
>> s
s = 'Result = 1.414'
>> disp(['Hello, ' 'world'])      % disp 接受字符串拼接
Hello, world

3.4 完整的 I/O 脚本示例

把上面所有东西拼起来，就是一个真正有用的脚本 circleIO.m：

% 文件：circleIO.m
% 这个脚本计算并打印一个圆的面积
% 它会向用户询问半径，然后输出包含单位和说明的完整句子
fprintf('Note: the units will be inches.\n')
radius = input('Please enter the radius: ');
area = pi * (radius^2);
% 按句子格式打印所有变量
fprintf('For a circle with a radius of %.2f inches,\n', radius)
fprintf('the area is %.2f inches squared\n', area)

运行一次：

>> circleIO
Note: the units will be inches.
Please enter the radius: 3.9
For a circle with a radius of 3.90 inches,
the area is 47.78 inches squared

注意：每个赋值语句末尾的 ; 把中间结果压住，最终输出完全由两条 fprintf 控制——这就是「脚本控制输出格式」的范本。

常见坑： % 到底是注释还是占位符？

在 MATLAB 代码行首的 % 是注释；在 fprintf 的格式字符串内部，%d、%f 里的 % 是占位符——这两件事毫无关系。新手看到 fprintf('%d', x) 时常怀疑自己写错了，其实完全正确。

3.5 用脚本画图并美化

MATLAB 自带强大的绘图能力，把多步绘图保存成脚本才是日常用法。plot(x, y, '...') 是最基础的命令：第三个参数是 LineSpec 字符串，描述颜色、线型、点型，三类属性可以自由组合。

3.5.1 颜色、线型、点型

类别	取值（单字符）
颜色	r 红、g 绿、b 蓝、k 黑、y 黄、m 品红、c 青、w 白
点型	. 实点、* 星号、o 圆圈、+ 加号、x 叉号、s 方块、d 菱形、^ 上三角、v 下三角
线型	- 实线、: 点线、-. 点划线、-- 虚线，不写则只画点

例如 'r*' 表示「红色星号」，'ko' 表示「黑色圆圈」。

3.5.2 第一个画图脚本：单点

% 文件：plotonepoint.m
% 一个非常简单的「只画一个点」的脚本
% 创建坐标，画一颗红星
x = 11; y = 48;
plot(x, y, 'r*')
% 改坐标轴范围并打标签
axis([9 12 35 55])
xlabel('Time')
ylabel('Temperature')
% 加标题
title('Time and Temp')

axis([xmin xmax ymin ymax]) 一次性设置坐标范围，默认坐标轴没有任何标签，所以 xlabel、ylabel、title 三件套是标配。

图 3.2：用 plot 画出的一个点

注意坐标轴是 axis([9 12 35 55]) 手动指定的，否则 MATLAB 会按数据范围自动收缩，第一/最后点会贴在边框上看不清。

3.5.3 折线图：传两个等长向量

>> x = 1:6;
>> y = [1 5 3 9 11 8];
>> plot(x, y)

图 3.3：plot(x, y) 把两组数据点连成折线

默认没有 LineSpec 时画的是「实线连接的折线」，坐标轴范围是数据范围自动算出来的。如果 x 就是 1:n，可以直接 plot(y)，MATLAB 会用索引当 x 轴。

3.5.4 多图与图例

下面这个脚本一次开两个 Figure，第一个放柱状图，第二个把两条曲线叠在一起，并加网格和图例：

% 文件：plot2figs.m
% 演示多窗口、hold、legend、grid
clf
x = 1:5;
y1 = [2 11 6 9 3];
y2 = [4 5 8 6 2];
% Figure 1：柱状图
figure(1)
bar(x, y1)
% Figure 2：两条曲线叠在一起
figure(2)
plot(x, y1, 'k')
hold on
plot(x, y2, 'ko')
grid on
legend('y1', 'y2')

图 3.4 (A)：bar 函数画柱状图

bar(x, y1) 是柱状图的标配，barh 是横过来的柱状图。

图 3.4 (B)：hold on 把两条曲线叠在同一坐标系

hold 是「冻结」切换开关：hold on 之后再 plot，新曲线叠在旧曲线上而不替换；hold off 关闭。legend 按 plot 的调用顺序把字符串和曲线配对，grid 加底纹。

3.5.5 画图脚本里其它常用小函数

除了 plot，脚本里还经常配合下面几个帮手：

• clf：清空当前 Figure 窗口的所有内容，从头再来。
• figure(n)：打开编号为 n 的 Figure（不存在就创建）。多窗口并存时用 figure(1)、figure(2) 切换。
• hold on/off：冻结/解冻当前图，新 plot 是否叠加。
• legend('A','B', ...)：在角落加图例框，字符串顺序必须对应 plot 调用顺序。
• grid on/off：开关网格线。
• bar(x, y)：柱状图；barh 是横向版本。
• axis([xmin xmax ymin ymax])：硬性指定坐标范围（解决边点贴边的问题）。

画图脚本的标准范式：先准备 x、y 数据 → plot → axis 调范围 → xlabel/ylabel/title 三件套 → 有多条曲线就 legend。每幅图都按这个流程写，画出来的图就「能直接放进报告」。

把连续函数画出来更直观。MATLAB 的便利之处在于：把向量传给函数（如 sin）时，函数会对向量的每个元素分别计算——这就是所谓「向量化（vectorization）」：

% 文件：sinncos.m
% 在 [0, 2π] 范围内同时画 sin 和 cos
clf
x = 0: 2*pi/40: 2*pi;
y = sin(x);
plot(x, y, 'ro')
hold on
y = cos(x);
plot(x, y, 'b+')
legend('sin', 'cos')
xlabel('x')
ylabel('sin(x) or cos(x)')
title('sin and cos on one graph')

图 3.5：sin 与 cos 同图对比

步长 2*pi/40 表示每 1/20 个周期取一个点，已经足够平滑。也可以一行写完：plot(x, sin(x), x, cos(x))，免去 hold on。

3.6 文件读写：load 与 save

实际工程数据不会让人一行一行敲，最常见的是从 .dat 或 .txt 文件里读数字，或者把计算结果写出去。

3.6.1 save：把变量写入文件

>> mymat = rand(2,3)
mymat =
   0.4565   0.8214   0.6154
   0.0185   0.4447   0.7919
>> save testfile.dat mymat -ascii

文件 testfile.dat 里写的是文本形式的数字（-ascii 强制用 ASCII），可以用 type testfile.dat 看：

4.5646767e-001 8.2140716e-001 6.1543235e-001
1.8503643e-002 4.4470336e-001 7.9193704e-001

常见坑：save 默认是二进制

不带 -ascii，save 会写二进制 .mat 文件——人能读懂的是文本数字，机器读的是结构化数据。给同伴共享或用其他软件读时，几乎一定要 -ascii。

3.6.2 -append：在文件尾追加

>> save testfile.dat mat2 -ascii -append

追加写入仍然受「每行列数相同」这条潜规则约束——以后才能再 load 回矩阵。行列数不一致的数据需要第 9 章的低级 I/O 函数。

3.6.3 load：把文件读成变量

>> load testfile.dat
>> who                % 列出当前工作区所有变量
Your variables are:
testfile             % load 自动用「文件名（不含扩展名）」作为变量名
>> testfile
testfile =
   0.4565   0.8214   0.6154
   0.0185   0.4447   0.7919
   0.9218   0.4057   0.4103
   0.7382   0.9355   0.8936
   0.1763   0.9169   0.0579

如果想把读出来的数据放到指定变量名，用函数式：points = load('pointcoords.dat')。

常见坑： load 不是万能文件读取器

它要求文件里每一行的元素个数完全一致，否则会按「字符串」或者乱七八糟的结构读进来。读混合类型（既有数字又有表头文字）的 CSV、读非矩形的实验记录、读带分隔符的 JSON 之类，都得用第 9 章的 fopen/fscanf/fgetl 低级 I/O——load 只适合规规矩矩的「数字矩阵文件」。

3.6.4 实例 —— 读温度文件并画图

假设 timetemp.dat 里两行数据：第一行是时间（小时），第二行是对应温度：

0   3    6    9    12   15   18   21
55.5 52.4 52.6 55.7 75.6 77.7 70.3 66.6

下面这个脚本读入数据、按行拆成时间和温度两个向量、用 k*（黑色星号）画出散点：

% 文件：plottemp.m
% 从文件读入下午的时间和温度数据，画图
load timetemp.dat
% 第一行是时间，第二行是温度
time = timetemp(1, :);
temp = timetemp(2, :);
% 画图 + 标注
plot(time, temp, 'k*')
xlabel('Time')
ylabel('Temperature')
title('Temperatures one afternoon')

图 3.6：从文件读取并绘制的温度散点图

数据本身就是文本，直接用编辑器新建文件、键入数字、保存为 timetemp.dat 即可——不必先在 MATLAB 里建矩阵再 save 出去。

更典型的应用是「两家公司、两组数据，画到同一张图上做对比」。假设 salesfigs.dat 里两行数据分别存 A、B 两个部门四个季度的销售额：

1.2 1.4 1.8 1.3
2.2 2.5 1.7 2.9

下面的脚本把它读成矩阵，按行拆成两条曲线，再用不同的点型区分：

% 文件：plotsales.m
load salesfigs.dat
% 第一行是部门 A，第二行是部门 B
divA = salesfigs(1, :);
divB = salesfigs(2, :);
quarter = 1:4;
plot(quarter, divA, 'ko', quarter, divB, 'k*')
legend('Division A', 'Division B')
xlabel('Quarter')
ylabel('Sales (billions)')
title('ABC corporation sales: 2013')

图 3.7：双部门销售额散点对比

注意 plot(x, y1, 'ko', x, y2, 'k*') 这种「多组数据一次画」的写法比 hold on 链式叠两次更紧凑，也是工业代码里最常见的范式。

文件顺序乱了怎么办？

如果文件的行序和你想要的顺序相反，flipud(矩阵) 可以把矩阵上下翻转，列顺序也跟着翻——这是处理实验数据时最常用的「数据纠错」函数：matlab correctorder = flipud(expresults); save neworder.dat correctorder -ascii

3.7 用户自定义函数：返回值的那种

到现在为止我们只用 MATLAB 自带的函数（sin、pi、length 等）。这一节学自己写函数。

关键词

函数（function）、函数头（function header）、输入参数（input argument）、输出参数（output argument）、函数体（function body）、局部变量（local variable）、作用域（scope of variables）

3.7.1 函数定义的四要素

function 输出参数 = 函数名(输入参数1, 输入参数2, ...)
% 紧贴函数头的注释块 = help 命令显示的内容
% 也叫 H1 行 + 详细说明
   ...函数体（计算过程）...
   输出参数 = ...   % 必须给输出参数赋值
end

第一行（函数头）约定返回值类型、函数名和入口参数；下面紧跟注释块是 help 的输出；中间是函数体；结尾 end 收口（早期版本必须有，现在省略也能跑，但写上更稳）。

3.7.2 第一个自定义函数

把「算圆的面积」抽成函数 calcarea.m：

function area = calcarea(rad)
% calcarea calculates the area of a circle
% Format of call: calcarea(radius)
% Returns the area
area = pi * rad * rad;
end

调用方式与内置函数一致：

>> calcarea(4)               % 不写赋值，结果丢给 ans
ans =
   50.2655
>> area = calcarea(5)        % 自己接住返回值
area =
   78.5398
>> mya = calcarea(5.2);      % 加分号，运行时啥都不打印

命名铁律： 函数名 = 文件名。calcarea 函数必须存在 calcarea.m 里，否则 MATLAB 会找不到或猜错同名文件。

3.7.3 函数的「副作用」—— 传向量时记得用 .*

如果传入向量而函数体里用 * 而不是 .*，会触发「矩阵乘法维数不匹配」：

>> calcarea(1:3)
Error using *
Inner matrix dimensions must agree.

把 * 改成 .* 就能支持向量（元素逐个相乘）：

function area = calcareaii(rad)
% calcareaii 返回一个圆的面积
% 输入参数可以是向量
% 调用格式：calcareaii(radiiVector)
area = pi * rad .* rad;   % 标量 × 元素逐乘
end

>> calcareaii(1:3)
ans =
    3.1416   12.5664   28.2743

3.7.4 一个完整的「程序」= 脚本 + 函数

第 3 章专门把「脚本调用函数」叫作一个程序（program）——这是教材的术语约定，本书后文都用这层意思。下面这个 circleCallFn.m 调用 calcarea.m，两个文件必须放在同一当前文件夹：

% 文件：circleCallFn.m
% 输入半径，调用 calcarea 算面积，再打印结果
radius = input('Please enter the radius: ');
area = calcarea(radius);
fprintf('For a circle with a radius of %.2f, ', radius)
fprintf('the area is %.2f\n', area)

>> circleCallFn
Please enter the radius: 5
For a circle with a radius of 5.00, the area is 78.54

图 3.8：一个简单程序的标准结构

脚本负责「输入 → 调用 → 打印」的编排工作，函数只关心算法实现。这种「主线在脚本、细节在函数」的分层写法，是后面所有中等规模程序的骨架。

3.7.5 多输入参数：圆锥体积

圆锥体积 $V=\frac{1}{3}\pi r^{2}h$，需要半径和高度两个参数：

function outarg = conevol(radius, height)
% conevol calculates the volume of a cone
% Format of call: conevol(radius, height)
% Returns the volume
outarg = (pi/3) * radius .^ 2 .* height;
end

调用时实参顺序必须对应形参顺序：

>> conevol(4, 6.1)
ans =
  102.2065
>> fprintf('The cone volume is %.2f\n', conevol(3, 5.5))
The cone volume is 51.84

.^ 和 .* 同时出现，是为了兼容「传向量」——半径向量平方后再和高度向量元素逐乘，前提是两个向量长度相同。

3.7.6 局部变量与作用域

函数里临时用的中间变量叫局部变量（local variable），只在该函数运行期间存在。看下面这个算封闭圆柱材料成本的函数 cylcost.m：

$\mathrm{SA}=2\pi rh+2\pi r^2$

function outcost = cylcost(radius, height, cost)
% cylcost 计算制作封闭圆柱所用材料的总成本
% 调用格式：cylcost(radius, height, cost)
% radius/height 单位是英寸，cost 单位是美元/平方英尺
% 1. 算总表面积（平方英寸）
surf_area = 2 * pi * radius .* height + 2 * pi * radius .^ 2;
% 2. 换算成平方英尺，并向上取整
surf_areassf = ceil(surf_area / 144);
% 3. 乘以单价
outcost = surf_areassf .* cost;
end

>> cylcost(32, 73, 4.50)
ans =
   661.5000

surf_area、surf_areassf 在函数返回后立即消失，在命令行敲会报「未定义」。

常见坑：脚本 vs. 函数的作用域

脚本里的变量和命令行共享同一个工作区（base workspace），脚本跑完变量还在；函数有自己的工作区，函数跑完除了返回的输出参数，其它变量都不可见。这点对刚接触 MATLAB 的人最反直觉——函数就像一个密封的工厂，原料（输入参数）从厂门进，成品（输出参数）从厂门出，里面用啥临时设备，外面一概不知。

3.8 命令与函数的等价写法

MATLAB 有些命令是「命令式（command syntax）」——直接敲名字+参数，不加括号、不接返回值，比如 type、save、load。它们的本质其实是函数，MATLAB 允许两种写法等价：

>> type script1                 % 命令式
>> type('script1')              % 函数式

上面两条完全等价。

特别提一下 load：用命令式时，MATLAB 会默认用文件名做变量名。想自己起名，用函数式最方便：

>> points = load('pointcoords.dat')   % 直接存到 points
points =
    3.3000    1.2000
    4.0000    5.3000

命令式 vs. 函数式的取舍

命令式短，敲着省事，但没有返回值、没有变量名可指定。任何需要把结果送进后续计算的场合，都优先用函数式。教材后文凡是要把文件内容塞进特定变量的，都会写成 data = load('xxx.dat')、info = type('xxx.m') 这种形式。

本章回顾：常见的小题目类型

学完这一章，你应该有能力做下面这几类小题。每一题都对应了原书 3.x 节后的 Practice 题目，先看思路再写代码：

① 输入 + 计算 + 输出三件套

例如求三角形面积、球的体积、抛物线在某个 x 处的 y 值。关键套路：先把所有变量从键盘收齐 → 算 → fprintf 一句话输出，保留合适的小数位。

② 一组输入走两条分支

例如「输入英尺或米，统一输出米」：先用 input(..., 's') 收单位字符，再 if strcmp(unit, 'm') 决定要不要换算。这是第 4 章选择结构的预演。

③ 读数据文件 → 拆向量 → 画图

例如从 .dat 读两列数据画成散点图。注意先验证数据：load 完用 disp(data) 或 size(data) 看看行列数对不对，再继续画图，否则调试时根本不知道是哪一步出问题。

④ 写一个返回单值的小函数

例如把摄氏度转华氏度、mwh_to_gj（兆瓦时转吉焦）、已知长宽求矩形面积。函数体常常只有一行加 end，但H1 注释块和命名一致性要做到位，这是后面所有大程序的「基本工」。

本章小结

本章通关标准：

• 能把「输入 → 计算 → 输出」三步法写成一个有 input + fprintf 的完整脚本。
• 看见 %d / %f / %s / %c / %5d / %.2f 就知道怎么选。
• 知道 script 与 function 的差别：脚本共享 base workspace，函数有自己的工作区。
• 能写出 function out = foo(in) 形式、文件名与函数名一致的函数，并能用 .* 兼容向量入参。

常见坑：把 3 条最容易踩雷总结一下

1. 字符与字符串输入忘了加 's'：导致用户输入被当作 MATLAB 表达式解读，字母就报错，变量名就会被替换。
2. fprintf 末尾忘 \n：下一次提示符黏在上一行末尾，屏幕看起来乱七八糟。
3. 函数名和文件名不一致：脚本能跑，函数调用就报「Undefined function」。

进阶坑：input 输入变量名时被「吃掉」

>> t = 11;
>> num = input('Enter a number: ')
Enter a number: t
num =
    11

因为没加 's'，MATLAB 把 t 当变量名解读，把它的值 11 取进来。这其实是一个合法但易混的副作用：想要「字符串」必须显式 's'，否则用户输入永远是「表达式」。

进阶坑： disp 与 fprintf 混用错位

• disp 不需要 \n——它每次调用都自动换行。
• fprintf 必须靠 \n 换行；混用容易出现「disp 完后留下空白行」「fprintf 不换行导致下一条命令黏住」的怪现象。
• 一段输出里全用 fprintf 最稳；disp 只在你只想要「最快打印一个东西」时再用。

1. 写一个脚本 trianglearea.m，从键盘输入三角形的底和高，输出「The area of the triangle is X.XX square units.」

用两个 input（其中一个提示加单位），加一条 fprintf，格式化保留 2 位小数。别忘了赋值语句加分号。

2. fprintf('%.4f\n', 1/3) 会打印什么？改成 fprintf('%8.4f\n', 1/3) 又会怎样？

第一条 0.3333；第二条 0.3333 前面补 4 个空格凑成 8 列宽，前导空格用 x 标出来就是 xxxx0.3333。

3. 写一个函数 calcrectarea(len, wid)，返回矩形面积，并把结果用于 fprintf('We need %d sq in.\n', ceil(calcrectarea(3.1, 4.4)))。

函数体一行 out = len .* wid;，ceil(13.64) = 14，输出 We need 14 sq in.。

4. 看这段代码： matlab if x = 5; disp('yes'); end 能不能运行？为什么？

不能。条件里用了单等号 =（赋值），正确写法是双等号 ==（相等比较）。MATLAB 在条件位置不识别 x = 5 为合法表达式，会直接报错。

5. load sales.dat 之后为什么多出一个名叫 sales 的变量？

load 命令式用法规定：文件名去掉扩展名后，自动成为变量名。要避免这种「文件名强加变量名」的副作用，改用函数式：data = load('sales.dat')。

，下面两种写法哪个对？为什么？

A = input('Enter vec: ')        % 写法 1
B = input('Enter vec: ', 's')   % 写法 2

写法 1 正确：用户输入 [1 3 5 7] 被当作 MATLAB 表达式解析，A 得到 [1 3 5 7] 数值向量；写法 2 把整段字符（包括方括号和空格）当成字符串 '[1 3 5 7]'，不能直接当数值用。

7. 写一个 cylvol(r, h) 函数：输入半径和高度，返回圆柱体积。要求函数能接受向量入参。

function v = cylvol(r, h)
v = pi * r .^ 2 .* h;
end

关键在 .* 和 .^：传向量时是元素逐乘；如果漏掉点号，会触发「内矩阵维度必须一致」错误。

下一章预告

第 4 章开始学「选择结构（selection statements）」——if、if-else、elseif、switch、以及一堆 isxxx 函数。掌握了这一章的脚本和函数基础，下一章才能真正写出「根据输入决定做什么」的程序。