Computação e Programação Aula prática Nº Qual é a diferença entre um ficheiro de Script e uma função?

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1 1 Funçõs m MatLab 1. Qual é a difrnça ntr um fichiro d Script uma função? 2. O qu é o squma d passagm por valor do MatLab m qu é qu contribui para uma boa programção? 3. S a variávl array for um array d complxos, o qu é qu a função plot(array) xcuta? 4. O qu é uma matriz sparsa? Em qu é qu difr d uma matriz complta? Como é qu s convrt uma matriz sparsa numa matriz complta vic-vrsa? 5. Escrva m Matlab a função hyprbolic para calcular as funçõs sno hiprbólico, cosno hiprbólico tangnt hiprbólica, atndndo às sguints dfiniçõs: sinh( x) = x 2 x cosh( x) x x x x = tanh( x) = x x A função dv tr dois argumntos. O pimiro argumnto dvrá sr uma string contndo o nom da função sinh, cosh, ou tanh, o sgundo argumnto srá o valor d x para o qual s qur avaliar a função. O fichiro dv contr trés subfunçõs sinh1, cosh1 tanh1 para fctual os calculos, a primira função dv dvrá chamar a corrcta subfunção dpndndo do valor da string. Atnda à qustão d um númro incorrcto d argumtnos, também d uma string incorrcta, m qu nst caso dv dvolvr um rro (prob 5.12 Chapman) 6. Escrva uma função qu calcula os valors máximo mínimo d uma função f(x) qualqur dntro d um dtminado intrvalo. A função a sr avaliada dv sr passada como argumnto. A função dv tr os sguints argumntos d ntrada: first_valu o primiro valor do intrvalo m x last_valu o último valor do intrvalo m x num_stps o númro d passos func o nom da função A função dv tr os sguints argumntos d saída: xmin O valor d x corrspondnt ao mínimo min_valu o mínimo valor d f(x) ncontrado xmax o valor d x corrspondnt ao máximo max_valu o máximo valor d f(x) ncontrado Vrifiqu s o númro d argumntos d ntrada é válido (prob 5.17 Chapman) 92

2 7. Uma função é dita d rcursiva s s chama a si própria. Para tstar funçõs rcursivas, scrva uma função m Matlab qu calcula o factorial d um númro N, sabndo qu: N ( N 1)! N 1 N! = 1 N = 0 ond N é um intiro positivo. A função dv tstar s rcb apnas um argumnto s st é um intiro não ngativo, caso contrário dvolvrá um rro (Prob 5.23 Chapman) 2 I/O com fichiros m MatLab 8. Quais são as funçõs do MatLab qu são utilizadas para abrir fchar fichiros. Qual é a difrnça ntr abrir um fichiro binário um fichiro d txto? 9. Porqu é qu a função txtrad é spcialmnt útil para lr dados criados por programas scritos noutras linguagns? 10. Escrva o conjunto d instruçõs m MatLab, qu prmita a abrtura d um fichiro xistnt (myinput.dat) para acrscntar dados d txto. 11. Escrva uma instrução m MatLab qu prmita a abrtura d um fichiro não formatado para opração d litura. Vrifiqu s o fichiro xist, caso não xista faça o output com uma mnsagm d rro. 12. Gração d uma tabla d informação. Um boa forma para ilustrar a utilização da função fprintf, é grar como saída uma tabla d dados. Escrva uma script fil qu fac a intiros no intrvalo d 1 a 10, calcula a raiz quadrada, o quadrado o cubo. Aprsnt os rsultados numa forma tabular com o cabçalho rspctivo. (Ex 8.2 Chapman) 13. Atnda à script fil lsqfit.m, qu faz o ajust por mínimos quadrados a um conjunto (x,y) d ntrada. Altr a litura dos pars (x,y) utilizando a função load ascii. Rscrva o programa usando, agora, txtrad como função d I/O. (Prob. 8.6 Chapman) % Script fil: lsqfit.m % % Purpos: % To prform a last-squars fit of an input data st % to a straight lin, and print out th rsulting slop % and intrcpt valus. Th input data for this fit % coms from a usr-spcifid input data fil. % % Rcord of rvisions: % Dat Programmr Dscription of chang % ==== ========== ===================== % 01/22/04 S. J. Chapman Original cod 93

3 % % Dfin variabls: % count -- numbr of valus rad % filnam -- Input fil nam % n -- Numbr of input data pairs (x,y) % slop -- Slop of th lin % sum_x -- Sum of all input X valus % sum_x2 -- Sum of all input X valus squard % sum_xy -- Sum of all input X*Y valus % sum_y -- Sum of all input Y valus % x -- Input X valus % x_bar -- Avrag X valu % y -- Input Y valus % y_bar -- Avrag Y valu % y_int -- Y-axis intrcpt of th lin % Initializ sums n = 0; sum_x = 0; sum_y = 0; sum_x2 = 0; sum_xy = 0; % Prompt usr and gt th nam of th input fil. disp('this program prforms a last-squars fit of an'); disp('input data st to a straight lin. Entr th nam'); disp('of th fil containing th input (x,y) pairs: ' ); filnam = input(' ','s'); % Opn th input fil [fid,msg]=fopn(filnam,'rt'); % Chck to s if th opn faild. if fid < 0 % Thr was an rror-tll usr. disp(msg); ls % Fil opnd succssfully. Rad th (x,y) pairs from % th input fil. Gt first (x,y) pair bfor th % loop starts. [in,count] = fscanf(fid,'%g %g',2); nd whil ~fof(fid) x = in(1); y = in(2); n = n + 1; % sum_x = sum_x + x; % Calculat sum_y = sum_y + y; % statistics sum_x2 = sum_x2 + x.^2; % sum_xy = sum_xy + x * y; % % Gt nxt (x,y) pair [in,count] = fscanf(fid,'%g %g',[1 2]); % Clos th fil fclos(fid) % Now calculat th slop and intrcpt. x_bar = sum_x / n; y_bar = sum_y / n; slop = (sum_xy - sum_x*y_bar) / (sum_x2 - sum_x*x_bar); y_int = y_bar - slop * x_bar; 94

4 % Tll usr. fprintf('rgrssion cofficints for th last-squars lin:\n'); fprintf(' Slop (m) = %12.3f\n',slop); fprintf(' Intrcpt (b) = %12.3f\n',y_int); fprintf(' No of points = %12d\n',n); 14. Escrva um programa qu lê um númro arbitrário d valors rais, a partir d um fichiro d dados spcificado plo utilizador. Arrdond os valors ao intiro mais próximo, scrva ss intiro num fichiro d saída spcificado plo utilizador. Crtifiqu-s qu o fichiro d ntrada xist, caso contrário, inform o utilizador pça outro fichiro d dados. Caso o fichiro d saída xista, qustion o utilizador s prtnd apagá-lo, snão pça outro nom para o fichiro d saída. (Prob 8.8 Chapman) 15. Admita qu tm uma quantia d dinhiro P numa conta a juros, dpositada no su banco. O banco paga os juros a uma taxa d i por cnto ao ano. A quantidad d dinhiro qu tm no banco após n mss, é dada pla sguint quação: i F P = Ond F é o valor ao fim d n mss i/12 é a prcntagm mnsal do racio d juros (o factor 100 no dnominador convrt para o racio d juros m prcntagm). Escrva um programa m Matlab qu lê um valor inicial d dinhiro P a taxa anual i, calcula scrv numa tabla o o rndimnto mnsal durant cinco anos. Escrva também o rsultado num fichiro intrst. (prob 8.11 Chapman) n 95

5 Funçõs m MatLab 1. Fichiros Script são conjuntos d instruçõs d MatLab qu são armaznadas num fichiro. Os fichiros Script partilham o worspac da janla d comandos, por isso qualqur variávl criada no ambint d trabalho ants d um Script sr utilizado stão disponívis, qualqur variávl criada plo Script continua a xistir no ambint d trabalho msmo dpois d o Script tr trminado a xcução. 2. A passagm por valor no MatLab prmit qu uma cópia d cada argumnto d ntrada sja passada para dntro d uma função m vz d passar o argumnto m si. Est squma contribui para a prática d boa programação porqu prmit qu dntro das funçõs sja possívl modificar os valors dos argumntos d ntrada das funçõs sm prjudicar os cálculos fora da função chamada. 3. A função plot(array) dsnharia um gráfico com a part imaginária vrsus a part ral do array, com a part ral no ixo dos xx a part imaginária no ixo dos yy. 4. Uma matriz sparsa é um tipo spcial d matriz m a a mmória só é alocada para os valors difrnts d zro. A mmória é alocada para os valors para a rspctiva posição na matriz. As matrizs sparsas podm sr convrtidas m matrizs compltas utilizando a função full, as matrizs compltas podm sr transformadas m matrizs sparsas utilizando a função spars. 5. Rsolução (5.12) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 6. Rsolução (5.17) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 7. Rsolução (5.23) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 3 I/O com fichiros m MatLab 8. A função opn é utilizada para abrir fichiros a função fclos é utilizada para fchar fichiros. Nos PC s (mas não m sistmas Linux ou UNIX) xist uma difrnça ntr o formato d um fichiro d txto um fichiro binário. Para abrir fichiros m modo d txto, um t tm qu sr acrscntado na string d prmissão da função fopn. 9. A função txtrad é spcialmnt útil para lr dados criados por programas scritos noutras linguagns porqu stá dsnhada para lr fichiros ASCII qu stjam formatados m colunas, ond cada coluna pod sr d tipo difrnt. Esta função é muito útil para importar tablas d dados guardadas por outros programas, uma vz qu pod lidar com difrnts tipos d dados dntro do msmo fichiro. 10. fid = fopn( myinput.dat, at ) 96

6 11. fid = fopn( myinput.dat, r ) if fid<0; disp( O fichiro input.dat não xist. ); nd 12. Rsolução (8.2) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 13. Rsolução (8.6) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 14. Rsolução (8.8) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 15. Rsolução (8.11) incluida no fichiro solucos_aula12.zip 97