كيفية اختبار وظيفة في ماتلاب: دليل مفصل

جدولة وظيفة مهمة هامة عند تحليل وتصور البيانات في ماتلاب. هذه هي عملية حساب قيم دالة في نقاط معينة وتقديمها كجدول أو رسم بياني. في هذا الدليل التفصيلي ، سنلقي نظرة على الطرق المختلفة لاختبار الوظائف في ماتلاب وشرح كيفية استخدامها للعمل مع البيانات.

الطريقة الأولى لاختبار وظيفة في ماتلاب هو استخدام لحلقة. في هذه الحالة ، يمكننا تعيين نطاق من القيم لوسيطة الدالة وحساب قيم الدالة خطوة بخطوة لكل قيمة وسيطة. ثم يمكننا حفظ هذه القيم في مصفوفة وعرضها كجدول أو رسم بياني.

طريقة أخرى لاختبار وظيفة في ماتلاب هو استخدام المدمج في وظيفة لين سبيس. باستخدام هذه الدالة ، يمكننا تعيين نطاق قيم وسيطة الدالة وعدد النقاط التي نريد حساب قيم الدالة عندها. سيقوم ماتلاب تلقائيا بحساب قيم الوسيطة الموزعة بالتساوي وقيم الدالة المقابلة.

أيضا ، يوفر ماتلاب وظيفة فبلوت ، والذي يسمح لنا لتصور مباشرة وظيفة على الرسم البياني دون حساب صراحة قيمها. يمكننا تعيين مجموعة من القيم لوسيطة الدالة وسيقوم ماتلاب تلقائيا بحساب قيم الدالة لكل نقطة وعرضها على الرسم البياني.

التحقق من صحة وظيفة في ماتلاب مفيد جدا لتحليل البيانات والتصور. يمكننا استخدام الحلقات ، وظائف مدمجة ، أو وظيفة فلوت لحساب قيم الدالة وتقديمها كجدول أو رسم بياني. في هذا الدليل ، قمنا بمراجعة طرق مختلفة لاختبار الوظائف في ماتلاب وقدمنا أمثلة على استخدامها.

1. تعريف وتعيين وظيفة في ماتلاب
2. كيفية إنشاء وظيفة في ماتلاب
3. كيفية اختبار وظيفة في ماتلاب
4. باستخدام ل حلقة
5. باستخدام التوجيه
6. باستخدام الجدول
7. التحقق التلقائي وظيفة باستخدام حلقة في ماتلاب
8. استخدام وظائف خاصة لتسجيل الدخول ماتلاب
9. سؤال وجواب
10. كيف يمكنني اختبار وظيفة في ماتلاب?
11. ما هي الطريقة الأكثر فعالية لاختبار وظائف في ماتلاب?
12. كيف يمكنني استخدام وظيفة "لين سبيس" لاختبار وظائف في ماتلاب?
13. كيف يمكنني استخدام حلقة لوظائف حلقة في ماتلاب?
14. كيف يمكنني استخدام وظيفة "فبلوت" لاختبار وظائف في ماتلاب?

تعريف وتعيين وظيفة في ماتلاب

في ماتلاب ، وظيفة هي مجموعة من التعليمات مجتمعة في كتلة من التعليمات البرمجية التي تؤدي مهمة محددة أو حساب قيمة. وتستخدم وظائف في ماتلاب لإعادة استخدام التعليمات البرمجية ، وتبسيط هيكلها ، وإدارة البيانات.

لتعريف دالة في ماتلاب ، اتبع الخطوات التالية:

1. إنشاء ملف وظيفة جديدة مع التمديد .m
2. تعيين اسم الوظيفة ، والتي يجب أن تكون فريدة من نوعها في إطار ماتلاب
3. تحديد المدخلات والمخرجات الحجج من وظيفة
4. اكتب رمز الوظيفة داخل الملف

يتم تعريف وسيطات الإدخال للدالة بين قوسين بعد اسم الوظيفة ، ويتم تعريف وسيطات الإخراج بين قوسين معقوفين بعد الأقواس. يتم تمرير وسيطات الإدخال إلى الوظيفة عند استدعائها ، ويتم إرجاع وسيطات الإخراج من الوظيفة بعد تنفيذ التعليمات البرمجية.

مثال على تعريف الوظيفة:

الدالة [المبلغ] = الجمع (أ ، ب)

المجموع = أ + ب;

النهاية

في هذا المثال ، تأخذ دالة الجمع وسيطتي إدخال "أ "و" ب " ، وتعيد مجموعهما كوسيطة إخراج.

يتم استدعاء الوظيفة عن طريق تحديد اسم الوظيفة وتمرير الوسيطات إليها بين قوسين. يمكن حفظ نتيجة الدالة في متغير للاستخدام في المستقبل:

النتيجة = الجمع (3 ، 5);

في هذه الحالة ، بعد استدعاء الدالة بالوسيطين 3 و 5 ، سيتم تخزين نتيجة تشغيلها (المجموع) في متغير "النتيجة".

وهكذا ، وتحديد واستخدام وظائف في ماتلاب يسمح لك لتبسيط رمز البرنامج ، وزيادة قابلية القراءة وجعلها أسهل للحفاظ عليها.

كيفية إنشاء وظيفة في ماتلاب

وظائف في ماتلاب تسمح لك الجمع بين مجموعة من الأوامر في كل واحد يمكن أن يسمى مرارا وتكرارا. إنشاء واستخدام وظائف في ماتلاب يضمن إعادة استخدام التعليمات البرمجية ، ويزيد من سهولة القراءة ، ويسهل التصحيح من رمز البرنامج.

لإنشاء دالة في ماتلاب ، اتبع الخطوات التالية:

1. حدد اسم الوظيفة: يجب أن يكون اسم الوظيفة فريدا ويعكس الغرض منه. يجب أن تبدأ بحرف ويمكن أن تحتوي فقط على أحرف وأرقام وشرطات سفلية.
2. إنشاء ملف جديد مع .م التمديد: في ماتلاب ، وعادة ما يتم تخزين وظائف في ملفات منفصلة مع .م التمديد. لإنشاء وظيفة جديدة ، انقر بزر الماوس الأيمن على المجلد ، وحدد " جديد "ثم"وظيفة ماتلاب".
3. تحديد وسيطات الإدخال: إذا كانت وظيفتك تقبل الوسيطات ، فقم بإدراجها في السطر الأول من الوظيفة ، مع إرفاقها بين قوسين. يجب أن يكون لكل وسيطة اسم فريد.
4. وسرد وسيطات الإخراج بعد وسيطات الإدخال ، وفصلها بفواصل.
5. .

هنا مثال على وظيفة بسيطة في ماتلاب الذي يحسب مجموع رقمين:

مجموع الدالة = حساب المجموع (أ ، ب)

المجموع = أ + ب;

النهاية

بعد حفظ الملف مع وظيفة ، يمكنك الاتصال به من نافذة الأمر ماتلاب أو من وظيفة أخرى باستخدام اسمها وتمرير القيم لوسيطات الإدخال.

إنشاء واستخدام وظائف هو جزء مهم من البرمجة في ماتلاب. فهي تساعد على تبسيط الكود وزيادة قابليته للقراءة وتسريع عملية التطوير.

كيفية اختبار وظيفة في ماتلاب

يوفر ماتلاب القدرة على اختبار وظيفة ، وهذا هو ، وحساب قيم وظيفة لمجموعة من الحجج المدخلات وعرض النتائج على الشاشة. هذا مفيد لتحليل سلوك الوظيفة وتصور البيانات. في هذه المقالة ، سوف ننظر في عدة طرق لاختبار وظائف في ماتلاب.

باستخدام ل حلقة

.

وفيما يلي رمز المثال الذي سيتم اختبار وظيفة و (س) = س^2 للقيم س 1-5 في 0.5 الزيادات وعرض النتائج على الشاشة:

"'ماتلاب

ل س = 1:0.5: 5

ص = س^2;

ديسب (['س =' ، نوم2ستر (س) ، '، ص = ' ، نوم2ستر (ص)]);

النهاية

«`

.

باستخدام التوجيه

ماتلاب لديه آلية فيكتوريزاتيون قوية التي تسمح لك لحساب قيم وظيفة لمجموعة كاملة من الحجج في وقت واحد ، دون استخدام الحلقات.

هنا هو رمز المثال الذي سيتم اختبار وظيفة و (س) = الخطيئة (س) للقيم س 0-2 incre في 0.1 الزيادات وعرض النتائج على الشاشة:

"'ماتلاب

س = 0: 0.1: 2 * بي;

ذ = الخطيئة (س);

ديسب (['س =' ، نوم2ستر (خ)]);

ديسب (['ذ =' ، عدد 2ر (ذ)]);

«`

.

باستخدام الجدول

وهناك طريقة أخرى لاختبار وظيفة في ماتلاب هو استخدام جدول لتخزين قيم الحجج والقيم المقابلة للدالة.

وفيما يلي مثال على التعليمات البرمجية التي تدير وظيفة و (س) = إكسب (س) للقيم س من -1 إلى 1 في 0.2 الزيادات باستخدام جدول ويعرض النتائج على الشاشة:

"'ماتلاب

س= -1:0.2: 1;

ص = إكسب (خ);

الجدول = [س 'ص'];

ديسب (الجدول);

«`

لعرض الجدول على الشاشة.

هناك العديد من الطرق لاختبار وظائف في ماتلاب ، واختيار طريقة محددة يعتمد على مهمة محددة وتفضيلات مبرمج. يمكنك اختيار الطريقة الأكثر ملاءمة لك واستخدامها لتحليل وتصور البيانات الخاصة بك.

التحقق التلقائي وظيفة باستخدام حلقة في ماتلاب

تشغيل وظيفة في ماتلاب يمكن أن تكون مفيدة جدا عند تحليل وتصور البيانات. ومع ذلك ، يمكن أن يكون اختبار الوظيفة يدويا مهمة تستغرق وقتا طويلا ، خاصة إذا كانت الوظيفة تحتوي على العديد من النقاط. في مثل هذه الحالات ، يمكنك استخدام التحقق التلقائي من الوظيفة باستخدام حلقة.

باستخدام حلقة في ماتلاب ، يمكنك تكرار على قيم وسيطة وظيفة في نطاق معين وحساب القيم وظيفة المقابلة لكل من هذه الحجج. يمكن تخزين نتائج الحساب في مصفوفة أو جدول لمزيد من التحليل والتصور.

Mat ماتلاب, mat:

وظيفة جدولة_القيم = جدولة_الوظيفة(قيمة البداية ، قيمة النهاية ، الخطوة)

الوسيطات = قيمة البداية: الخطوة: قيمة النهاية;

القيم المجدولة = الأصفار (1 ، الطول (الوسائط));

إلى عن على أنا = 1: الطول (الحجج)

أرغ = الحجج (أنا ) ;

القيمة = وظيفتي (أرغ);

القيم المجدولة (ط) = القيمة;

النهاية

النهاية

نتيجة الوظيفة = وظيفتي (س)

النتيجة = س^2 + 2 * س + 1;

النهاية

في هذا المثال ، تأخذ وظيفة "جدولة" القيم الأولية والنهائية لوسيطة الوظيفة كمعلمات إدخال ، بالإضافة إلى خطوة تغيير الوسيطة. ثم يقوم بإنشاء "وسيطات" مصفوفة تحتوي على قيم وسيطة الوظيفة في نطاق معين بخطوة معينة.

بعد ذلك ، تقوم الدالة بإنشاء مصفوفة من "القيم المجدولة" ببعد يساوي عدد قيم الوسيطة. في الحلقة" من أجل "، يتم استبدال كل قيمة وسيطة من مصفوفة" الوسائط "في وظيفة" وظيفتي " ، والتي تحسب قيمة الوظيفة لهذه الوسيطة.

يتم تخزين القيمة المحسوبة للدالة في الخلية المقابلة لمصفوفة "القيم المجدولة". في نهاية الحلقة ، يحتوي صفيف "القيم المجدولة" على جميع القيم المحسوبة للدالة في نطاق الوسيطة المحدد.

تقوم الوظيفة الرئيسية "جدولة" بإرجاع المصفوفة الناتجة "القيم المجدولة". يمكن استخدام هذه المصفوفة لمزيد من التحليل والتصور للنتائج.

باستخدام مثال الكود المحدد ، يمكنك اختبار أي وظيفة تلقائيا في نطاق وسيطة معين. ما عليك سوى تغيير تعريف وظيفة "وظيفتي" في الكود إلى تعريف الوظيفة التي تحتاجها واستدعاء وظيفة "وظيفة الجدولة" بالمعلمات الضرورية.

استخدام وظائف خاصة لتسجيل الدخول ماتلاب

تعد جدولة الوظائف إحدى الطرق الرئيسية لتحليل وتصور التعبيرات الرياضية في ماتلاب. يسمح لك بتمثيل اعتماد دالة على متغير مستقل في شكل جدول قيم.

لاختبار وظائف في ماتلاب ، وهناك عدد من الوظائف الخاصة التي تسمح لك لحساب قيم وظيفة لقيم معينة من متغير مستقل وكتابتها في شكل جدول.

واحدة من هذه الوظائف هي لين سبيس. يسمح لك بتعيين فاصل زمني للقيم لمتغير مستقل وعدد النقاط التي يجب توزيعها بالتساوي في هذا الفاصل الزمني. على سبيل المثال ، سوف التعليمات البرمجية التالية إنشاء مجموعة من قيم المتغير س من 0 إلى 10 بزيادات 0.1:

س = لين سبيس (0 ، 10 ، 101);

ميزة أخرى مفيدة هي أريفون. يسمح لك بحساب قيمة الوظيفة لكل عنصر من عناصر مصفوفة متغير مستقل. على سبيل المثال ، سيحسب الكود التالي قيم الوظيفة ص = الخطيئة (س) لكل قيمة للمتغير س:

ص = أريفون (@(خ) الخطيئة (خ) ، خ);

بعد حساب قيم الدالة ، يمكنك كتابتها كجدول باستخدام وظيفة الجدول. يمكن تعيين رؤوس الأعمدة كمصفوفة من الصفوف ، ويمكن تعيين القيم نفسها كمصفوفة أو عمود. على سبيل المثال ، فإن التعليمات البرمجية التالية إنشاء جدول مع عمودين "س" و " ص " وكتابة قيم المتغيرات س و ص في ذلك:

ر = الجدول (س '، ص ' ، 'أسماء متغيرة' ، {'س' ، 'ص'});

يمكن عرض الجدول الناتج كجدول نصي باستخدام وظيفة ديسب:

قسم (ر);

ونتيجة لذلك ، سيتم عرض جدول مع عمودين "س" و "ص" ، تحتوي على قيم المتغيرات س و ص.

باستخدام وظائف خاصة لتسجيل الدخول ماتلاب يسمح لك بسهولة وكفاءة تحليل وتصور وظائف. أنها توفر أدوات قوية للعمل مع التعبيرات الرياضية وتقديم نتائجها في شكل جداول ورسوم بيانية.

سؤال وجواب

كيف يمكنني اختبار وظيفة في ماتلاب?

هناك عدة طرق لاختبار وظائف في ماتلاب. واحد منهم هو استخدام الأمر "لين سبيس" لإنشاء مصفوفة من قيم وسيطة الدالة ، ثم تطبيق هذه الوظيفة على كل عنصر من عناصر المصفوفة. طريقة أخرى هي استخدام حلقة لحساب قيم الدالة بالتسلسل. يمكنك أيضا استخدام المدمج في وظيفة" فبلوت " ، والتي سوف تلقائيا إنشاء رسم بياني للوظيفة.

ما هي الطريقة الأكثر فعالية لاختبار وظائف في ماتلاب?

يعتمد اختيار طريقة أخذ العينات على المهمة المحددة وتوافر المتطلبات الإضافية. إذا كانت سرعة التنفيذ مهمة ، فيمكن أن يكون استخدام الحلقة أكثر كفاءة ، خاصة مع عدد كبير من العمليات الحسابية. إذا كنت بحاجة إلى الحصول بسرعة على رسم بياني من وظيفة ، ثم استخدام وظيفة "فبلوت" سيكون وسيلة أكثر ملاءمة وبسيطة.

كيف يمكنني استخدام وظيفة "لين سبيس" لاختبار وظائف في ماتلاب?

لاختبار الوظائف باستخدام وظيفة "لين سبيس" ، يجب عليك تحديد القيم الأولية والنهائية لوسيطة الوظيفة ، بالإضافة إلى عدد النقاط التي سيتم تقسيم الفاصل الزمني إليها. على سبيل المثال ، لاختبار وظيفة و(س) في نطاق 0-10 مع خطوة من 0.1 ، يمكنك كتابة التعليمات البرمجية التالية: س = لين سبيس (0 ، 10 ، 101); ص = و (س) ، حيث و هي وظيفة معينة. وبالتالي ، سيتم تخزين قيم الوسيطة في المتغير س ، وسيتم تخزين قيم الوظيفة في هذه النقاط في المتغير ص.

كيف يمكنني استخدام حلقة لوظائف حلقة في ماتلاب?

لاختبار الوظائف باستخدام حلقة ، يجب تحديد نطاق قيم وسيطة الوظيفة وخطوة هذا الفاصل الزمني. ثم ، في حلقة ، يمكنك حساب قيم الدالة بالتتابع لكل قيمة وسيطة. على سبيل المثال ، لاختبار وظيفة و(س) في نطاق 0-10 بزيادات من 0.1 ، يمكنك كتابة التعليمات البرمجية التالية:ل س = 0:0.1: 10 ص = و(س) ؛ نهاية ، حيث و هو وظيفة معينة. وبالتالي ، في كل تكرار للحلقة ، سيتم حساب قيمة الدالة للقيمة الحالية للوسيطة وتخزينها في المتغير ص.

كيف يمكنني استخدام وظيفة "فبلوت" لاختبار وظائف في ماتلاب?

لاختبار وظائف باستخدام وظيفة" فبلوت " ، يجب تحديد وظيفة لاختبار ومجموعة من قيم وسيطة وظيفة. على سبيل المثال ، لاختبار وظيفة و(س) في النطاق من 0 إلى 10 ، يمكنك كتابة التعليمات البرمجية التالية: فبلوت(و ، [0 ، 10]) ، حيث و هي وظيفة محددة. فإن وظيفة" فبلوت " تلقائيا إنشاء رسم بياني للدالة.