Funzioni e programmi. Lab. Programmazione - MATLAB 1

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1 Funzioni e programmi Un programma è la descrizione di una sequenza di operazioni definite tramite il linguaggio di programmazione che risolvono uno specifico problema su dati predeterminati o forniti dall'utente durante la sua esecuzione. Una funzione generalizza la soluzione di una classe di problemi e consente di essere utilizzata (chiamata) specificando dei valori di input (eventualmente generati all'interno di un programma) che mi descrivono una istanza della classe di problemi per cui la funzione fornisce una soluzione. Lab. Programmazione - MATLAB 1

2 Funzioni e programmi Es. di programma b = input ('inserisci la base') h = input ('inserisci l''altezza') a = b*h; disp('area = '); disp (a); Lab. Programmazione - MATLAB 2

3 Funzioni e programmi Es. di funzione area(b,h) function a=area(b,h) a = b*h; end Definisce una regola che, per qualsiasi valore di b e di h mi calcola un terzo valore che rappresenta l'area. Posso utilizzarla all'interno di un programma scrivendo ad es. area(3,5) (rappresenta il valore 15) Lab. Programmazione - MATLAB 3

4 Funzioni e programmi Una volta definita una funzione posso usarla all'interno di un programma. Es. di programma che usa la funzione area l = input ('inserisci la larghezza') p = input ('inserisci la profondita'' ') abase = area(l,p); disp('area di base = '); disp (abase); h = input ('inserisci l''altezza'); disp('il volume è '); disp (abase*h); Lab. Programmazione - MATLAB 4

5 Operatori aritmetici Operatore Tipo MATLAB Inversione di segno Unario - Somma Binario + Differenza Binario - Moltiplicazione Binario * Divisione (molt. per l inv.) Binario / Molt. elemento per elemento Binario.* Div. elemento per elemento Binario./ Lab. Programmazione - MATLAB 5

6 Esempi di operazioni a = [1 2 3; 9 5 4; ]; b = [1 2 3; 7 1 2; 6 6 9]; c = a*b d = a.*b e = a + b f = -a g = 3*b Se si chiude il comando con ; non si ottiene alcun output. Altrimenti il risultato dell'operazione è visualizzato immediatamente Lab. Programmazione - MATLAB 6

7 Estrazione di dati da una matrice a = [1 2 3; 9 5 4; ] b = a(1,2) % 2 elemento della prima riga c = a(1,:) % l'intera prima riga (c è un array monodimensionale) d = a(:,3) % la terza colonna di a (d è un vettore colonna) Lab. Programmazione - MATLAB 7

8 Estrazione di dati da una matrice Anche gli indici possono essere espressi tramite un array b = [1 2 3] e = a(2,[b 5]) % vettore contenente i primi 3 elementi e il quinto della seconda riga di a Lab. Programmazione - MATLAB 8

9 Intervalli a:x:b rappresenta la sequenza di numeri che parte da a e si ottiene sommando più volte x fino a quando il risultato resta minore o uguale a b x è detto passo z=1:0.3:2 assegna a z un vettore i cui elementi sono Se il passo non è specificato si considera uguale a 1 1:n % restituisce un array con tutti i numeri interi da 1 a n Lab. Programmazione - MATLAB 9

10 Operatori relazionali Relazione MATLAB Uguaglianza == Diversità!= Diversità = Diversità <> Maggiore di > Minore di < Maggiore o uguale a >= Minore o uguale a <= Sono sempre valutati elemento per elemento. Ciò che si confronta deve avere la stessa struttura. Lab. Programmazione - MATLAB 10

11 L ambiente QTOctave (MATLAB) Lab. Programmazione - MATLAB 11

12 Scrivere ed eseguire un programma Nella finestra Editor è possibile scrivere una sequenza di istruzioni (un programma!) che potranno poi essere eseguite. 1. Scrivere il programma 2. Salvarlo in un file col nome desiderato ed estensione.m (esempio: mioprogramma.m) 3. Per eseguire il programma basterà inserire nella linea di comando del terminale il nome del file (senza estensione) oppure usare il pulsante Run (ruota dentata) nell editor. >> mioprogramma NB Per farlo, è necessario entrare nella cartella che contiene il programma (con il comando cd nomecartella nel terminale,utilizzando l'apposito comando 'Change Directory' dal menu File di QTOctave, o inserendo il percorso nella finestra Navigator e premendo il pulsante Go ). Lab. Programmazione - MATLAB 12

13 Commenti Sequenze di caratteri precedute da % Es. % Questo è un commento Vengono ignorati nell'esecuzione di un programma ma servono a chiarire il significato del programma Possono essere inseriti anche dopo un comando a=5; % Questo è un altro commento Si chiudono automaticamente a fine riga Lab. Programmazione - MATLAB 13

14 Input/Output (I/O) Le operazioni di I/O sono quelle che realizzano la comunicazione fra il computer e il mondo esterno Input: i dati vengono inseriti dall'esterno (ad es. con la tastiera) nella memoria (centrale) del computer Output: i dati presenti in memoria centrale vengono mostrati all'esterno (ad es. su un monitor) Lab. Programmazione - MATLAB 14

15 Istruzioni di Input/Output (I/O) Input (lettura da tastiera) a=input('inserisci uno o più valori'); Mostra il messaggio indicato in parentesi e attende che vengano inseriti dei dati (l'input da tastiera si conclude con la pressione del tasto 'Invio'). Output (stampa su terminale) disp ('Il tuo input è stato:'); disp(a) Stampa il contenuto della parentesi: se è una stringa la riproduce, se è una variabile o un'espressione ne stampa il valore. Lab. Programmazione - MATLAB 15

16 Input/Output elementare Input: Quando si richiede un dato da tastiera è bene aggiungere un messaggio che specifica cosa il programma si aspetta di ricevere a = input('inserisci un numero ') assegna alla variabile a il valore che viene inserito tramite tastiera NB è bene far terminare la stringa di caratteri che richiede l input con uno spazio, poiché il dato inserito da tastiera viene visualizzato immediatamente dopo di essa. Lab. Programmazione - MATLAB 16

17 Input/Output elementare Output: Anche quando si effettua un'operazione di output può essere necessario aggiungere un messaggio che specifica il significato del dato che deve essere stampato disp('il numero inserito è: '), disp(a) mostra in una riga il messaggio e nella riga sottostante il valore della variabile a NB alla fine di ogni comando disp(x) viene automaticamente generato un 'a capo' Lab. Programmazione - MATLAB 17

18 Esempio mat=input('inserisci i valori della matrice ') Inserisci i valori della matrice [1 2 3; 4 5 6] mat = disp('mat(1,2) vale '), disp(mat(1,2)) mat(1,2) vale 2 Lab. Programmazione - MATLAB 18

19 Attenzione vet=input('inserisci i valori della matrice ') fornisce un risultato equivalente all'istruzione vet =. dove la parte destra dell'assegnazione è ESATTAMENTE ciò che inseriamo da tastiera. Quindi ciò che viene inserito da tastiera deve essere un'espressione valida. Inserisci i valori della matrice produce un errore Inserisci i valori della matrice [2 3 4] invece è corretto Lab. Programmazione - MATLAB 19

20 Funzioni aritmetiche predefinite NB Sono definite tutte per operare elemento per elemento Operatore Parte intera superiore di a Esponenziale di a Parte intera inferiore di a Logaritmo di a Arrotondamento di a Segno di a Radice quadrata di a MATLAB ceil(a) exp(a) floor(a) log(a),log2(a) log10(a) round(a) sign(a) sqrt(a) Lab. Programmazione - MATLAB 20

21 Funzioni aritmetiche predefinite Operatore Resto divisione intera a/b Somma elementi kma col. di a Somma elementi del vettore b Prodotto elementi kma col. di a Prodotto elementi del vettore b Max. elem. di ogni colonna di una matrice a Max. elemento di un vettore b Min. elem. di ogni colonna di una matrice a Min. elemento di un vettore b MATLAB mod(a,b) sum(a,k) sum(b) prod(a,k) prod(b) max(a) max(b) min(a) min(b) Lab. Programmazione - MATLAB 21

22 Chiedere Aiuto Per avere informazioni sull'uso di una funzione si usa il comando help nomefunzione Si ottengono informazioni su: - tipo di comando (operatore di MATLAB, funzione esterna, ecc.) - sintassi del comando - esempi di uso Lab. Programmazione - MATLAB 22

23 Chiedere Aiuto Es. help if Tipo di comando Sintassi -- Keyword: if (COND)... endif -- Keyword: if (COND)... else... endif -- Keyword: if (COND)... elseif (COND)... endif -- Keyword: if (COND)... elseif (COND)... else... endif Begin an if block. Descrizione (semantica) x = 1; if (x == 1) disp ("uno"); elseif (x == 2) disp ("due"); else disp ("né uno né due"); endif Esempio di uso See also: switch Funzioni simili Lab. Programmazione - MATLAB 23

24 Esercizi Leggere i capitoli 1 e 2 del libro Matlab per l'ingegneria, che contengono gli elementi di base per utilizzare MATLAB Come per tutti i libri sui linguaggi di programmazione, non è necessario imparare a memoria la sintassi dei comandi che descrivono, ma capire come funzionano e ricordarsi dove trovare le informazioni sul loro uso, al momento in cui servono. Provare a svolgere gli esercizi di riepilogo a fine capitolo Lab. Programmazione - MATLAB 24

25 Esercizi Definire tre variabili larghezza, profondita e altezza e calcolare l'area della superficie laterale ed il volume di un parallelepipedo, richiedendo i valori da tastiera e visualizzando il risultato. Provare a definire due array di dimensioni uguali contenenti larghezze, profondità e altezze corrispondenti a più parallelepipedi e calcolarne le corrispondenti aree laterali e volumi, verificando che il risultato che si ottiene siano due array di lunghezza uguale contenenti i valori cercati. NB: i due problemi possono essere risolti utilizzando lo stesso codice (a parte il messaggio di input) Lab. Programmazione - MATLAB 25