Læringsmål og pensum. I/O - input-setningen. I/O disp-setningen

Transkript

1 1 2 Læringsmål og pensum TDT4105 Informasjonsteknologi grunnkurs: Uke 37 Intro Matlab programmering og valg Asbjørn Thomassen, IDI Læringsmål Lese inn og skrive ut data Lage enkle plott og kurver Skrive egne funksjoner med ett utargument Forstå og bruke logiske uttrykk i betingelser basert på relasjonsoperatorer og logiske operatorer Programmere med seleksjonssetningene if, if-else, ifelseif Pensum Matlab, Chapter 2 og Chapter 3: I/O - input-setningen Leser fra standard input device med ledetekst: grader = input('gi inn grader Celsius:'); Skal en lese inn mer enn en verdi, må en bruke flere separate input-setninger men kan angi vektor eller matrise [1:4;5:8] \n i tekst angir ny linje (kalles newline) Må bruke 's når en skal lese inn tekst: kar = input('tast inn bokstavkarakter:', 's'); Bare tab/blank etterfulgt av enter ignoreres og gir en tom streng '' blanke i starten av en tekst kommer med Hva skjer om en glemmer 's'? Vi prøver litt I/O disp-setningen disp(x) skriver ut verdien til X For enkel og grei utskrift uten formattering Tilordner ikke noe verdi til ans disp( tdt4105\nforelesning ) disp(7*9/5+32) Kan bare skrive ut en type, dvs X Avslutter automatisk alltid med \n (newline)

2 5 I/O formatert utskrift fprintf fprintf, tillater formattering, mikse datatyper i utskrift Har en formatstreng (tekst) med plassholdere og et sett av verdier/uttrykk som argumenter: v v fprintf('verdi-1:%d og verdi-2:%5.2f', myvar,2^myvar) v v 6 fprintf - konverteringsbokstav f Markerer start formatering (plassmerke) %-6.2f Totalt antall sifre inkl. desimaler (feltvidde) Desimaltall (float) Antall desimaler Plassholderen viser hvor og hvordan verdien skal inn i teksten (formatteringsinstruks): Bokstaven i plassholderen kalles konverteringsbokstaven %d heltall (decimal integer) %d %3d %f flytetall (float) se detaljer neste foil %5.2f %c enkel bokstav (singel character) %s strenger (flere bokstaver).. Minustegn (-) Venstrejustert Plusstegn(+) Alltid fortegn, + eller Mellomrom Høyrejustert Null (0) Høyrejustert med nuller foran Eksprimenter selv litt med utskrift av vektorer og matriser! 7 celsiusfk1.m 8 celsiusfk2.m Skript for å gå fra C til F Skript med I/O % Konverter fra % Celsisus til Fahrenheit % Antall grader er satt fast grader = 20 F = grader*9/ % Konverter fra Celsius til Fahrenheit % og Kelvin grader =input('gi inn grader Celsius:'); F = grader*9/5 + 32; K = grader ; fprintf('er %5.1f i Fahrenheit og\n',f) ; fprintf(' %5.1f i Kelvin\n',K) ;

3 9 10 Plotting av data y1 y2 Histogram vha bar A plot plotter en linje med markører/farge Modifisering plott: axis forandrer akser xlabel generer ny tekst x-akse ylabel gir ny tekst y-akse title lager tittel på plott bar tegner opp søyler B % Plott karakterer A-F % (antall studenter) ant = [ ] bar(ant) title('karakterfordeling') 11 Skript for kurveplott Eksempel: En funksjon kan representeres som en uelig sum av cos- og sin ledd (kalles Fourierrekke) Brukes til analyse og komprimering av signaler (bilder, lyd etc.) JPEG, MPEG etc kurve.m 12 Innebygde funksjoner skrevet av andre koden er skjult har gjerne inn-argumenter (inn-parametre) resultat ut vha ut-argument volum = sylindervol(3, 5) % Skript som plotter en kurve t = 0:.01:1; y = 4*sin(2*pi*t)+sin(6*2*pi*t); plot(t,y); xlabel('time (seconds)') ylabel('signal ) inn 5 sylindervol 3 svart boks ut volum Behøver ikke vite hvordan programmert (implementert) Ingen sideeffekter som i skript

4 13 14 sirkelareal.m Egefinerte funksjoner Funksjoner som du skriver selv Lagres i en m-fil Filnavn er lik funksjonsnavn: sylindervol.m Kan ta inndata via parametre og returnere verdier (skalar, vektor, matrise etc.) Kalles som innebygde funksjoner Ser nå først på hvordan vi skriver funksjoner som returnerer et enkel verdi (som sin, length ) Lag en funksjon sirkelareal ut-argument (formell parameter) function area = sirkelareal(rad) % This function calculates the area of a circle area = pi * rad * rad; %function tilordning ut-argument innargument (formell parameter) kommentar (listes ved help) Merk: Argumentene i selve koden for funksjonen kalles gjerne formelle parametre Argumenter som funksjonen kalles/brukes med er aktuelle parametre 15 Skript som bruker funksjonen sirkelareal r = input('gi inn radius: '); areal = sirkelareal(r); fprintf('\n'); fprintf('innlest radius: %6.0f\n', r); fprintf( Sirkelareal: %6.0f\n', areal); fprintf('\n'); beregnareal.m 16 Kjør skriptet hva skjer? r = input('gi inn radius: '); areal = sirkelareal(r); fprintf(1,'\n'); fprintf(1,'innlest radius: %6.0f\n', r); fprintf(1, Sirkelareal: %6.0f\n', areal); fprintf(1,'\n'); sirkelareal.m function area = sirkelareal(rad) % This function calculates % the area of a circle area = pi * rad * rad; %function beregnareal.m Merk at alle variable er lokale for programmet de er definert i. Bare variable i skriptet ligger i workspace! Octave kommandovindu

5 17 18 Kan ha multippel innargumenter Fordeler funksjoner function volum = sylindervolum(radius, hoyde) % beregner sylindervolum volum = sirkelareal(radius)*hoyde; % function Deler opp Oversikt Gjenbruk Testede byggeklosser Bibliotek av nyttige funksjoner Raskere systemutvikling færre feil Ikke sideeffekter I motsetning til script 19 Noen fallgruver 20 Kontrollstrukturer Bruke blanke i variabelnavn Stave navnet på en variabel feil på ulike plasser i et skript eller funksjon Glemme s i funksjonen input når en ønsker å lese inn bokstaver Velge feil formateringsbokstav i utskrift Blande fprint og disp bare fprint kan formattere Start Instruksjon 1 Instruksjon 2 Instruksjon Instruksjon n " Uinteressant å bare utføre instruksjoner (programsetninger) sekvensielt " Kan utføre alternative setninger basert på betingelser vha kontrollstrukturer! " To typer kontrollstrukturer: Seleksjon-setninger (branching/valg) if/ switch Gjentagelse (løkker) for/while Slutt

6 21 Seleksjon: if-setningen (enkel) if betingelse alternativ usann betingelse sann alternativ betingelse er et logisk uttrykk som er enten true eller false. Betingelsens sannhetsverdi bestemmer om setninge(e) i alternativ utføres Kan kombinerer relasjonsoperatorer (<,==, etc) med logiske operatorer (and,or, not) true og false representeres vha heltall false når verdi 0 og true ellers! 22 Relasjonsoperatorer Operator Meaning > greater than < less than >= greater than or equals <= less than or equals == equality = inequality Logiske operatorer Sannhetstabell logiske operatorer Table 3.1 Truth Table for Logical Operators Operator Meaning ı ı or for scalars && and for scalars ~ not x y x x y x && y xor(x,y) true true false true true false true false false true false true false false true false false false

7 25 Operator presedens Table 3.2 Operator Precedence Rules Operators parentheses ( ) transpose and power, ^ unary negation ( ), not (~) multiplication, division *,/,\ addition, subtraction +, colon operator: relational <, <=, >, >=, ==, ~= and && or assignment = Precedence highest lowest 26 Quiz: Hva er sannhetsverdien? 5 < 1-7 'a' == 'c'- 2 'A' =='1' '0' usann true xor(1>-2, 7<9) 27 Seleksjon valg en av en Lag et program som leser inn alderen for en person. Dersom alder er større eller lik 18 skrives teksten Person er myndig ut i kommandovinduet. % %--- Eks01. Kontrollstrukturer --- % alder = input('skriv inn alder: '); if (alder>= 18) disp('person er myndig'); if (betingelse) Oppgave Skriv en funksjon nestetime som mottar et innargument som er timen på dagen og skriver ut neste time. >>nestetime(9) Neste time er 10 Anta 12 timers klokke (etter 12 kommer 1)

8 29 Seleksjon - nøstet if-else setninger Lag et program som leser inn et av tallene 1, 2 eller 3. Dersom tallet 1 skrives inn tilordnes teksten Hjemme til variabel tekst. Skrives tallet 2 inn tilordnes teksten Uavgjort til tekst og skrives tallet 3 inn tilordnes teksten Borte. Til slutt skrives innholdet av variabel tekst ut i kommandovindu. tall = input('skriv inn et tall (1,2,3): '); if tall == 1 tekst='hjemme'; else if tall == 2 tekst='uavgjort ; else tekst='borte ; disp(tekst); Det er viktig at programkoden blir oversiktlig. Benytt innrykk mellom start og slutt av en kontrollstruktur. 30 Seleksjon, valg en av mange (if - elseif) Nøsting av setninger kan fort bli uoversiktlig. Matlab tilbyr elseif for bedre lesbarhet. EKS: Lag et program som leser inn et månedsnr. og som skriver ut det tilhøre månedsnavn. tall = input('skriv inn et tall (1,2,3,4): '); if tall == 1 disp('januar'); elseif tall == 2 disp('februar'); elseif tall == 3 disp('mars'); elseif tall == 4 disp('april'); else disp('feil månedsnr.!'); 31 Noen fallgruver Bruk av = i stedet for == Glemmer bruk av apostrof når en tester på en bokstav bokstav == r %r for radianer Blande && og Blande og xor Ukomplette logiske uttrykk: radius hoyde <= 0 Glemme else-del ved parametersjekk (utfører koden likevel)