Einführung in die While-Schleife in MATLAB

MATLAB ist eine wissenschaftliche Programmiersprache, die häufig für Forschungs- und akademische Zwecke verwendet wird. Viele Branchen setzen es ebenfalls ein, aber Universitäten und Forschungseinrichtungen sind die Hauptkunden dieses proprietären Softwaretools. MATLAB wird von MathWorks entwickelt. Um es zu verwenden, muss eine Lizenz erworben werden. Für Studenten und Anfänger gibt es jedoch eine zeitlich begrenzte Testversion.

MATLAB ist so beliebt, dass es weltweit an Hochschulen und Universitäten eingesetzt wird, um wissenschaftliche Berechnungen und Ingenieurwissenschaften wie Signalverarbeitung, Steuerungssysteme, fortgeschrittene Mathematik und viele andere Fächer zu unterrichten. Auch nach der einfachen Verfügbarkeit von Open-Source-Software wie R und Python für ähnliche Arbeiten ist MATLAB noch immer beliebt und wird häufig verwendet.

In diesem Artikel stellen wir grundlegende Bausteine ​​von MATLAB zur Verfügung und konzentrieren uns speziell auf eine while-Schleife. Wenn Sie mit anderen Programmiersprachen vertraut sind, müssen Sie sich mit Schleifen wie for loop, if loop, while loop usw. auskennen. Wir werden im Kontext von MATLAB darüber sprechen. Und wenn Sie mit dem Programmieren völlig neu sind, brauchen Sie sich auch keine Sorgen zu machen, da die Diskussionen in diesem Artikel absoluten Anfängerniveau entsprechen und Sie keinen Programmierhintergrund benötigen. Es wird jedoch erwartet, dass Sie die grundlegenden Datentypen in MATLAB kennen.

Syntax

In diesem Abschnitt geben wir die Syntax einer while-Schleife an und erläutern diese anschließend Schritt für Schritt.

while expression
statements
end

Erklärung: -

  1. While ist das Schlüsselwort für while-Schleife.
  2. Ein Ausdruck ist eine Bedingung, die erfüllt sein muss, damit die while-Schleife funktioniert.
  3. Anweisungen sind die Aktionen, die ausgeführt werden, wenn die Bedingung oder der Ausdruck wahr sind.
  4. Das Ende ist das Schlüsselwort, das das Schließen der Schleife vorschlug.

Um die Syntax besser zu verstehen, nehmen wir ein Beispiel.

Beispiel: -

a = 10;
% while loop execution example
while( a < 20 )
fprintf('value of a: %d\n', a);
a = a + 1;
end

Erläuterung des Beispiels:

  1. Wir definieren eine Variable gleich 10
  2. Eine mit% beginnende Zeile ist der Kommentar in MATLAB, daher können wir denselben ignorieren.
  3. Die While-Schleife startet und die Bedingung ist kleiner als 20. Dies bedeutet, dass die While-Schleife ausgeführt wird, bis der Wert von a kleiner als 20 ist. Beachten Sie, dass der Wert von a derzeit 10 ist.
  4. Nächste Zeile gibt den aktuellen Wert von a aus und danach wird die nächste Zeile ausgeführt
  5. Die Zeile a = a + 1 addiert 1 zu a und dann wird die while-Bedingung erneut überprüft. Jetzt ist der Wert von a 11, was immer noch weniger als 20 ist, sodass die Schleife erneut ausgeführt wird.
  6. Schließlich läuft die Schleife, bis a den Wert 19 erreicht, und stoppt danach.

Die detaillierte Ausgabe wird im Beispielabschnitt gezeigt.

Flussdiagramm

Wir wollen das Flussdiagramm einer while-Schleife zur besseren Übersichtlichkeit verstehen.

Das obige Flussdiagramm ist recht einfach und selbsterklärend. Dies entspricht den oben im Syntaxabschnitt beschriebenen Schritten. Wenn die Boolesche Bedingung wahr ist, werden die Anweisungen ausgeführt, andernfalls wird nichts ausgeführt, und die Schleifenausführung wird gestoppt.

So funktioniert while Loop in MATLAB

Die Arbeitsweise der while-Schleife wird aus dem obigen Flussdiagramm deutlich. Eine schrittweise Erklärung der Syntax finden Sie auch im Abschnitt Syntax. In diesem Abschnitt werden wir die gleichen Ideen ausführlicher erläutern.

Eine while-Schleife besteht hauptsächlich aus drei Teilen, die verstanden werden müssen.

  1. Es muss eine boolesche Bedingung geben, die von der Schleife ausgewertet wird.
  2. Es muss eine Aktion für diese boolesche Bedingung geben. dh was passiert, wenn die Bedingung wahr ist und was passiert, wenn die Bedingung falsch ist.
  3. Die Steuerung der Schleife bewegt sich entsprechend der Art der Bedingung, dh sie berechnet entweder etwas oder sie funktioniert nicht mehr.

Basierend auf der gegebenen Bedingung kann eine while-Schleife eine endliche Anzahl von Malen ausgeführt werden, die eine endliche Ausgabe ergeben, oder sie kann so lange wie möglich ausgeführt werden, sofern sie nicht manuell gestoppt wird.

Eine Endlosschleife kann wie folgt aussehen:

N=1;
While N < 5
N = N-1
end

Sie können hier feststellen, dass der Wert von N bei jeder Iteration abnimmt, die Bedingung immer erfüllt und daher unendlich weiterarbeitet. Ist es nicht einfach und doch so mächtig?

Beispiele (Richtige Codierung mit Ausgabe)

Sprechen wir ein paar Beispiele, um sie besser zu verstehen.

Beispiel 1: - Dies ist das gleiche Beispiel wie oben

a = 10;
% while loop execution example
while( a < 20 )
fprintf('value of a: %d\n', a);
a = a + 1;
end

Ausgabe: -

 Wert von a: 10 Wert von a: 11 Wert von a: 12 Wert von a: 13 Wert von a: 14 Wert von a: 15 Wert von a: 16 Wert von a: 17 Wert von a: 18 Wert von a: 19

Beispiel 2:

i = 1;
s = 0;
% while loop execution example
while( i < 3 )
fprintf('intermediate sum: %d\n', s);
s = s + i;
i = i + 1;
end

Ausgabe: -

 Zwischensumme = 0 Zwischensumme = 1

Beispiel 3:

i = 1;
while (i < 3)
i
i = i + 1;
end

Ausgabe : -

 i = 1 i = 2

Fazit

Mit den obigen Beispielen und Erklärungen hoffe ich, dass der Artikel einen guten Eindruck von while-Schleifen in MATLAB vermittelt hat. Den Schülern wird empfohlen, die im MATLAB-Befehlsfenster gezeigten Beispiele auszuführen und sich selbst ein Bild von der Ausgabe zu machen. Als nächsten Schritt wird den Schülern empfohlen, kleine Änderungen an den Beispielcodes vorzunehmen und dieselben auszuführen, um zu sehen, wie sich dies auf die Ausgabe auswirkt. Anschließend können sie verschiedene im Internet verfügbare Beispiele üben oder versuchen, einige einfache Übungen selbst zu erstellen. Beim Codieren dreht sich alles ums Üben. Üben Sie also so viel wie möglich.

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