1.3　M文件

所謂M文件，簡單來說就是用戶首先把要實現的命令寫在一個以.m為擴展名的文件中，然后由MATLAB系統進行解讀，最后運行出結果。由此可見，MATLAB具有強大的可開發性和可擴展性。

1.3.1　M文件編輯器

在MATLAB中，M文件有函數和腳本兩種格式。兩者的相同之處在于它們都是以.m為擴展名的文本文件，不進入命令行窗口，而是由專用編輯器來創建外部文本文件。但是兩者在語法和使用上略有區別，下面分別介紹這兩種格式。

通常，M文件是文本文件，因此可使用一般的文本編輯器編輯M文件，存儲時以文本模式存儲，MATLAB內部自帶了M文件編輯器與編譯器。打開M文件編輯器方法如下：

（1）執行“主頁”→“文件”→“新建”→“腳本”命令。

（2）單擊“主頁”→“文件”→（新建腳本）按鈕。

（3）單擊“主頁”→“文件”→（新建實時腳本）按鈕。

打開M文件編輯器后的MATLAB主界面如圖1-8所示，此時主界面功能區出現“編輯器”選項卡，中間命令行窗口上方出現“編輯器”窗口。

編輯器是一個集編輯與調試兩種功能于一體的工具環境。在進行代碼編輯時，通過它可以用不同的顏色來顯示注解、關鍵詞、字符串和一般程序代碼，使用非常方便。在書寫完M文件后，也可以像一般的程序設計語言一樣，對M文件進行調試、運行。

1.3.2　函數

MATLAB中許多常用的函數（如sqrt、inv和abs等）都是函數式M文件。在使用時，MATLAB獲取傳遞給它變量，利用操作系統所給的輸入，運算得到要求的結果并返回這些結果。

函數文件類似于一個黑箱，由函數執行的命令及由這些命令創建的中間變量都是隱含的；運算過程中的中間變量都是局部變量（除特別聲明外），且被存放在函數本身的工作空間內，不會和MATLAB基本工作空間的變量相互覆蓋。

除MATLAB內置函數外，用戶還可以自行定義函數，通常用function進行聲明，下面通過一個示例進行說明，本書后文會做具體介紹。

【例1-4】函數應用示例。

（1）啟動MATLAB后，單擊“主頁”→“文件”→（新建腳本）按鈕，打開M文件編輯器窗口。

（2）在編輯器窗口中輸入以下內容（創建名為funa.m的M文件）。

（3）單擊“編輯器”→“文件”→（保存）按鈕，在彈出的“選擇要另存的文件”對話框中保存文件為funa.m。

（4）在命令行窗口中輸入以下命令并顯示輸出結果。

function函數的第一行為函數定義行，以function語句作為引導，定義了函數名稱（funa）、輸入自變量（var）和輸出自變量（f）；函數執行完畢返回運行結果。

提示

函數名和文件名必須相同，在調用該函數時，需要指定變量的值，類似于C語言的形式參數。

function為關鍵詞，說明此M文件為函數，第二行為函數主體，規范函數的運算過程，并指出輸出自變量的值。

在函數定義行下可以添加注解，以％開頭，即函數的在線幫助信息。在MATLAB的命令行窗口中輸入“help函數主文件名”，即可看到這些幫助信息。

注意：

在線幫助信息和M函數定義行之間可以有空行，但是在線幫助信息的各行之間不應有空行。

1.3.3　腳本

腳本是一個擴展名為.m的文件，其中包含了MATLAB的各種命令語句。它與批處理文件類似，在MATLAB命令行窗口中直接輸入該文件的主文件名，MATLAB即可逐一執行該文件內的所有命令語句，這與在命令行窗口中逐行輸入這些命令語句一樣。

腳本式M文件運行生成的所有變量都是全局變量，運行腳本后，生成的所有變量都駐留在MATLAB基本工作空間內，只要不使用clear命令清除，且命令窗口不關閉，這些變量將一直保存在工作空間中。基本工作空間隨MATLAB的啟動而生成，在關閉MATLAB軟件時，該基本工作空間會被刪除。

【例1-5】腳本應用示例。求三元一次方程組的解。

（1）在編輯器窗口中輸入以下內容（創建名為sroot.m的M文件）。

（2）單擊“編輯器”→“文件”→（保存）按鈕，在彈出的“選擇要另存的文件”對話框中保存文件為sroot.m。

（3）在命令行窗口中輸入以下命令并顯示輸出結果。

從上面的求解可知，x=7，y=1，z=-2。上述用到了MATLAB中矩陣的輸入方式，本書后文將會介紹。

1.3.4　M文件遵循的規則

下面對M文件必須遵循的規則及兩種格式的異同做簡要說明。

（1）在M文件中（包括腳本和函數），所有注釋行都是幫助文本，當需要幫助時，返回該文本，通常用來說明文件的功能和用法。

（2）函數式M文件的函數名必須與文件名相同。函數式M文件有輸入參數和輸出參數；腳本式M文件沒有輸入參數或輸出參數。

（3）函數可以有零個或多個輸入和輸出變量。利用內置函數nargin和nargout可以查看輸入和輸出變量的個數。在運行時，可以按少于M文件中規定的輸入和輸出變量的個數進行函數調用，但不能多于這個標稱值。

（4）函數式M文件中的所有變量除特殊聲明外都是局部變量，而腳本式M文件中的變量都是全局變量。

（5）若在函數文件中發生了對某腳本文件的調用，該腳本文件運行生成的所有變量都存放于該函數工作空間中，而不是存放在基本工作空間中。

（6）從運行上看，與腳本文件不同的是，函數文件在被調用時，MATLAB會專門為它開辟一個臨時工作空間，稱為函數工作空間，用來存放中間變量，當執行完函數文件的最后一條命令或遇到return時，就結束該函數文件的運行。同時，該函數工作空間及其中所有的中間變量將被清除。函數工作空間相對于基本空間來說是臨時的、獨立的，在MATLAB運行期間，可以產生任意多個函數工作空間。

提示

變量的名稱可以包括字母、數字和下畫線，但必須以字母開頭，并且在M文件設計中是區分大小寫的。變量的長度不能超過系統函數namelengthmax規定的值。