Introduzione al ciclo While in MATLAB

MATLAB è un linguaggio di programmazione scientifica molto utilizzato a fini di ricerca e accademici. Molte industrie lo usano anche, ma le università e le organizzazioni di ricerca sono i principali clienti di questo strumento software proprietario. MATLAB è sviluppato da MathWorks e per poterlo utilizzare è necessario acquistare una licenza. Per studenti e principianti, tuttavia, viene fornito con una versione di prova a tempo limitato.

MATLAB è così popolare che viene utilizzato nei college e nelle università di tutto il mondo per insegnare il calcolo e l'ingegneria scientifica come l'elaborazione del segnale, il sistema di controllo, la matematica avanzata e molte altre materie. Oggi, anche dopo la facile disponibilità di software open source come R e Python per lavori simili, MATLAB è ancora popolare e ampiamente utilizzato.

In questo articolo, forniamo gli elementi di base di MATLAB e ci concentriamo in particolare su un ciclo while. Se hai familiarità con altri linguaggi di programmazione, devi essere consapevole di loop come for loop, if loop, while loop, ecc. Ne parleremo nel contesto di MATLAB. E, se sei completamente nuovo nella programmazione, non devi preoccuparti perché le discussioni in questo articolo sono a livello di principiante assoluto e non è necessario avere un background di programmazione. Tuttavia, ci si aspetta che tu conosca i tipi di dati di base in MATLAB.

Sintassi

In questa sezione, forniremo la sintassi di un ciclo while e successivamente spiegheremo lo stesso metodo passo dopo passo.

while expression
statements
end

Spiegazione: -

  1. While è la parola chiave per while loop.
  2. Un'espressione è una condizione che deve essere vera affinché il ciclo while funzioni.
  3. Le dichiarazioni sono le azioni che verrebbero eseguite se la condizione o l'espressione sono vere.
  4. La fine è la parola chiave che ha suggerito la chiusura del ciclo.

Per comprendere meglio la sintassi, facciamo un esempio.

Esempio: -

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

Spiegazione dell'esempio: -

  1. Definiamo una variabile uguale a 10
  2. Una riga che inizia con% è il commento in MATLAB, quindi possiamo ignorare lo stesso.
  3. Il ciclo While inizia e la condizione è inferiore a 20. Ciò significa che il ciclo while verrà eseguito fino a quando il valore di a è inferiore a 20. Si noti che attualmente il valore di a è 10.
  4. La riga successiva stampa il valore corrente di a e successivamente viene eseguita la riga successiva
  5. La riga a = a + 1, aggiunge 1 a a e quindi la condizione while viene nuovamente verificata. Ora il valore di a è 11, che è ancora inferiore a 20, quindi il ciclo viene eseguito di nuovo.
  6. Infine, il ciclo viene eseguito fino a quando non raggiunge il valore 19 e successivamente si interrompe.

L'output dettagliato verrà mostrato nella sezione di esempio.

Diagramma di flusso

Comprendiamo il diagramma di flusso di un ciclo while per una migliore chiarezza.

Il diagramma di flusso sopra è abbastanza semplice e autoesplicativo. È lo stesso dei passaggi sopra descritti nella sezione sintassi. Quando la condizione booleana è vera, le istruzioni vengono eseguite altrimenti non fa nulla e l'esecuzione del ciclo si interrompe.

Come funziona Loop in MATLAB

Il funzionamento del ciclo while è abbastanza chiaro dal diagramma di flusso sopra. Una spiegazione dettagliata della sintassi viene fornita anche nella sezione sintassi. In questa sezione, spiegheremo le stesse idee in modo più dettagliato.

Un ciclo while ha principalmente tre parti che devono essere comprese.

  1. Ci deve essere una condizione booleana che verrebbe valutata dal loop.
  2. Ci deve essere qualche azione per quella condizione booleana. cioè cosa succede quando la condizione è vera e cosa succede quando la condizione è falsa.
  3. Il controllo del loop si sposta in base alla natura della condizione, ovvero o calcola qualcosa o smette di funzionare.

In base alla condizione fornita, un ciclo while può essere eseguito per un numero finito di volte producendo un output finito oppure può durare il più a lungo possibile a meno che non venga interrotto manualmente.

Un ciclo infinito può apparire come di seguito:

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

Si può notare qui che poiché il valore di N sta diminuendo in ogni iterazione, soddisferà sempre la condizione e quindi continuerà a funzionare all'infinito. Non è semplice eppure così potente?

Esempi (codifica corretta con output)

Parliamo di alcuni esempi per capire ulteriormente.

Esempio 1: - Questo è lo stesso esempio di cui sopra

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

Produzione: -

 Valore di a: 10 Valore di a: 11 Valore di a: 12 Valore di a: 13 Valore di a: 14 Valore di a: 15 Valore di a: 16 Valore di a: 17 Valore di a: 18 Valore di a: 19

Esempio 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

Produzione: -

 somma intermedia = 0 somma intermedia = 1

Esempio 3: -

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

Produzione : -

 i = 1 i = 2

Conclusione

Con gli esempi e le spiegazioni precedenti, spero che l'articolo abbia dato una buona idea del ciclo while in MATLAB. Gli studenti sono invitati a eseguire gli esempi mostrati nella finestra di comando MATLAB e vedere di persona come sta arrivando l'output. Come passaggio successivo, agli studenti viene consigliato di apportare piccole modifiche ai codici di esempio ed eseguire lo stesso per vedere quale sia l'effetto sull'output. Successivamente, possono anche praticare vari esempi disponibili sul web o provare a creare alcuni semplici esercizi da soli. La programmazione è tutta una questione di pratica, quindi continua a esercitarti il ​​più possibile.

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