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Instituto Superior Técnico,

Dep. de Engenharia Mecânica - ACCAII

Programação em MATLAB

• Estruturas de Repetição

• Ciclo WHILE

• As instruções BREAK e RETURN

• A função ERROR

• Vectorização

Miguel Pedro Silva – José Borges Computação e Programação 2009 / 2010

Estruturas de repetição no MATLAB

2

• Estruturas de repetição disponíveis no MATLAB:

• Estruturas de repetição:

• instrução for

• O ciclo FOR permite que uma sequência de instruções seja executada mais do que uma vez.

• O ciclo FOR repete um bloco de instruções um determinado número de vezes. Esse número de vezes é especificado antes do ciclo ser executado.

• instrução while

• O ciclo WHILE repete o bloco de instruções enquanto a condição associada for verdadeira.


Instrução while

3

Descrição: Repete um bloco de instruções um número indefinido de vezes.

Sintaxe: while expression

statement_1

.

.

statement_n

end


Instrução while

4

FLUXOGRAMA:

Expression

T

F

Statement

Expression

T

F

Statement


Instrução while exemplo1

5

Problema: Escreva uma função que receba uma valor escalar e que retorne o valor de um factorial (n!) que seja superior a esse valor.



6

>> compara_com_fact(5000)

ans =

5040

>> compara_com_fact(-1000)

ans =

1

>>

Exemplo de execução:



7

• Quando uma bola é largada, ressalta parapara ½ do sua altura anterior.

• Queremos um programa que efectue esta simulação

• Peça ao utilizador a altura inicial da bola, em metros.

• Mostre o número de cada ressalto e a respectiva altura

• Repita até que a altura do ressalto é muito pequena(exemplo: 1mm)

Problema:



8

1. Inicializar numRessaltos a 0 (zero)

2. Perguntar e ler valor de altura

3. Mostrar o valor original de altura com descrição

4. Ciclo:

a. Se altura < LIMITE_ALTURA, termina ciclo

b. Actualizar altura para altura/2

c. Adicionar 1 a numRessaltos

d. Mostrar numRessaltos e altura

5. Fim do ciclo

Algoritmo:



9



10

Introduza altura inicial, em metros: 7.5

Altura inicial = 7.500 metros

Ressalto nº 1 possui uma altura de 3.750 metros













>>

Exemplo de execução:



11

• A instrução WHILE pode ter associada múltiplas condições.

• Exemplo: considere o seguinte problema.

Problema: Escreva uma função que possua como argumento de entrada um vector, e que retorne o valor lógico true se, e se só se, o vector for composto por valores maiores ou iguais a zero e inteiros.



12

Qual é a vantagem relativamente à utilização de um ciclo FOR ?



13

• Pode ser necessário fazer uma contagem, sem se saber, à partida, o número de valores introduzidos


Problema: Escreva um script que vá pedindo números positivos ao utilizador (-1 para terminar), e que no fim apresente a média dos valores introduzidos.



14



15

>> calcula_media

Introduza um valor >=0 [-1 para terminar]: 2

Introduza um valor >=0 [-1 para terminar]: 4

Introduza um valor >=0 [-1 para terminar]: -1

A média = 3.00

>> calcula_media

Introduza um valor >=0 [-1 para terminar]: -1

Não inseriu nenhum valor >=0!!

>>

Exemplos de execução:



16

• Como utilizar o ciclo WHILE para verificar erros de introdução de valores.


Problema: Escreva um script que peça ao utilizador um valor inteiro, e que só permita avançar na execução, quando o número for realmente um inteiro.



17



18

>> teste1

Introduza um valor inteiro: 3.5

O valor introduzido não é um inteiro!!

Introduza um valor inteiro: -1.0

Agora sim !!! O valor -1 é um inteiro!!

>>




19

Outra possível solução:



20

>> teste2

Introduza um valor inteiro: 76.8

O valor introduzido não é um inteiro!!

Introduza um valor inteiro: 65

Agora sim !!! O valor 65 é um inteiro!!

>>



Instrução break

21

Descrição: Termina a execução de um ciclo FOR ou de um ciclo while. Em ciclos encadeados, a instrução BREAK termina a execução do ciclo a que está associado.

• Exemplo: while(true)

statement_1

.

if (condição == true)

break;

end

.

statement_n

end


Instrução return

22

Descrição: A instrução RETURN , se utilizada dentro de uma função (ou script), termina a sua execução, causando um retorno à entidade que a invocou.

• Exemplo:

function d = det(A)

if isempty(A)

d = 1;

return

else

...

end


A função error exemplo7

23

Descrição: A função ERROR apresenta no monitor uma mensagem de erro, e aborta a função.

• Exemplo:


Vectorização.

24

• Muitas vezes me MATLAB, não é necessário implementar ciclos.

• Uma vez que o MATLAB foi originalmente concebido para manipular vectores e matrizes, muitos operadores podem ser utilizados com este tipo de operandos.

• Em geral, também as funções pré-definidas no MATLAB, operam sobre vectores e matrizes.

• Concluindo: a vectorização permite evitar a implementação de ciclos, e logo tornar os programas mais eficientes.


Vectorização: exemplos

25

>> vec_1 = [1 2 3]

vec_1 =

1 2 3

>> vec_2 = vec_1*10

vec_2 =

10 20 30

>> vec_3 = vec_1/2

vec_3 =

0.5000 1.0000 1.5000

>> vec_4 = vec_1+5

vec_4 =

6 7 8

NOTA:

Todos estes cálculos poderião

ter sido implementados com

ciclos FOR !

Faça os mesmos testes para:

mat_1=[1 2;3 4]


Vectorização

26

>> vec_5 = vec_1^2

??? Error using ==> mpower

Matrix must be square.

>> vec_5 = vec_1.^2

vec_5 =

1 4 9

>> vec_6 = vec_1 .* vec_5

vec_6 =

1 8 27

Operadores elemento a elemento ou operadores sobre arrays:

.^

.*

./

Operadores elemento a elemento:


Vectorização: exemplo

27

for ii = 1:100

quadrado(ii) = ii^2;

raiz_quadrada(ii) = ii^(1/2);

raiz_cubica(ii) = ii^(1/3);

end

ii = 1:100;

quadrado = ii.^2;

raiz_quadrada = ii.^(1/2);

raiz_cubica = ii.^(1/3);

Operadores elemento a elemento:


Vectorização:

28

>> vec_7 = [5 3 45 38 7]

vec_7 =

5 3 45 38 7

>> vec_8_log = vec_7 > 6

vec_8_log =

0 0 1 1 1

%Como criar um vector só os

%componentes >7 de vec_7????

>> vec_9 = vec_7(vec_8_log)

vec_9 =

45 38 7

Os operadores relacionais podem ser utilizados em vectores e matrizes, e devolvem vectores ou matrizes do tipo lógico.

Vectores lógicos:


Vectorização:

29

>> vec_10 = [1 0 1 0 1];

>> vec_11 = [0 1 1 1 0];

>> vec_12 = vec_10 & vec_11

vec_12 =

0 0 1 0 0

vec_13 =

1 1 1 1 1

>> vec_14 = ~vec_13

vec_14 =

0 0 0 0 0

Os operadores lógicospodem ser utilizados em vectores e matrizes, e devolvem vectores ou matrizes to tipo lógico.

Operadores:

&

|

~

Vectores lógicos:


Vectorização:

30

>> vec_15 = [1 0 1 0 0];

>> vec_16 = [0 0 0 0 0];

>> vec_17 = [1 1 1 1 1];

>> any(vec_15)

ans =

1

>> any(vec_16)

ans =

0

>> any(vec_17)

ans =

1

Funções lógicas pré-definidas no MATLAB, que operam sobre vectores (e matrizes). (NOTA: em matrizes as operações são coluna a coluna)

Funções:

any – devolve true se existir pelo menos um valor true no vector.

all – devolve true se todos os elementos do vector forem true.

Funções lógicas pré-definidas no MATLAB:


Vectorização:

31

>> vec_15 = [1 0 1 0 0];

>> vec_16 = [0 0 0 0 0];

>> vec_17 = [1 1 1 1 1];

>> all(vec_15)

ans =

0

>> all(vec_16)

ans =

0

>> all(vec_17)

ans =

1

Funções lógicas pré-definidas no MATLAB, que operam sobre vectores (e matrizes). (NOTA: em matrizes as operações são coluna a coluna)

Funções:

any – devolve true se existir pelo menos um valor true no vector.

all – devolve true se todos os elementos do vector forem true.

Funções lógicas pré-definidas no MATLAB (cont.):


Referências

32

• Capítulo 4 de Stormy Attaway (2009), “Matlab: A Practical Introduction to Programming and Problem Solving”, Elsevier.

• Getting started with MATLAB: http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf

http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf

http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf

programação em matlab - fenix.tecnico.ulisboa.pt · ressalto nº 1 possui uma altura de 3.750...

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