Algunos consejos sobre programación para las prácticas
General maig 5th, 2011
Hola amiguit@s! Hoy estoy más despejadillo del resfriado y me han entrado ganas de escribir un poco. Voy a explicaros un pelín de Matlab a ver si hay algo que os es útil para las prácticas, especialmente para las de Psicofísica.
Matlab no es ni más ni menos que una calculadora, una calculadora cara y muy potente. Nos permite realizar una serie de trucos para hacer cálculos que o son tediosos o son repetitivos.
>> 1 + 2
ans =
3
También podemos crear variables, que es donde podemos almacenar resultados de nuestros cálculos
>> a = cos(pi)
a =
-1
Fijémonos en una cosa, mi variable se llama a, y le he dicho que me guarde el resultado de la operación coseno de π. Si os fijáis Matlab entiende que cos significa coseno y pi significa π. Por lo tanto existen una serie de palabras que Matlab tiene reservadas para nombrar funciones y constantes suyas que no podemos debemos utilizar para nombras nuestras variables (otros lenguaje de programación no permiten usar sus palabras reservadas.
Script
Un script es un archivo de texto con extensión .m, en el almacenamos una serie de instrucciones de Matlab. Copiando y pegando (o pulsando f9) las ejecutamos. Es la forma en que guardamos nuestro trabajo con Matlab y posteriormente lo podemos volver a ejecutar.
Como ejemplo supongamos que Matlab no sabe multiplicar. Una multiplicación es una suma repetida. Podríamos escribir la suma a mano (2 + 2 + 2), abreviar un poco usando variables ( b = 2345324623546234; b + b + b) o incluso guardarlo en un script. Pero, ¿y si queremos una solución más general que le de igual que queramos multiplicar por 2 o por tropocientosmil? Usaremos un bucle for.
Un bucle es una porción de código que se repite mientras que se cumpla una serie de condiciones. En el for la condición es que el valor de la variable contador (i normalmente) sea un valor natural que se encuentre entre el valor mínimo y el valor máximo. Esta variable nos va a almacenar cuantas veces se ha ejecutado el bucle, por defecto en cada iteración se incrementa su valor en una unidad.
Su sintaxis es:
for contador = inicio:fin;
instrucciones
end
En nuestro ejemplo el bucle será:
b = 0; % Aquí almacenaremos el valor del producto, debemos darle un valor inicial
for i = 1:fin
b = b + a;
end
Así con este script simplemente cambiando los valores de a e i podemos calcular multiplicaciones. Si queremos refinarlo para no tener que editar cada vez el script podemos usar la función input. Esta función al ejecutarse presenta un texto en la línea de comandos de Matlab y guarda las pulsaciones de teclado que hagamos hasta pulsar intro.
var = input (‘Escribe un número ‘)
En nuestro ejemplo será:
a = input(‘Número a multiplicar: ‘);
fin = input(‘¿Por qué número lo multiplicas?: ‘);
b = 0;
for i = 1:fin
b = b + a;
end
display(‘El resultado de la multiplicación es ‘),display(b)
Genial, ahora nuestro script nos sirve para calcular productos de números naturales y encima está automatizado, al pulsar la tecla f9 nos preguntará los números a multiplicar y después nos dirá el resultado de la operación.
Aún lo podemos mejorar más porque, ¿y si en vez de abrir el script seleccionar y ejecutar el código buscamos una forma de ejecutarlo como una instrucción de Matlab? Quiero decir, ¿cómo convierto el script en una función?
Aquí conviene hacer una pequeña explicación sobre un pequeño matiz que Matlab no tiene en cuenta, la diferencia entre acción y función. Una función es como una función matemática, es decir, le das unos valores y te devuelve otros. En cambio una acción no devuelve ningún resultado. En nuestro ejemplo la diferencia sería: acción nos calcula la multiplicación, función nos calcular la multiplicación y además guarda el resultado para que podamos trabajar con el. También es útil si por ejemplo vuestro script tiene muchas líneas y lo queréis ejecutar muchas veces, se podría meter todo en un bucle for pero es más visible y elegante meter en un bucle una llamada a una función.
En Matlab es sencillo convertir un script en una acción, en la primera línea del script debe aparecer:
function nombre_de_la_acción
Y para una función:
function resultado = nombre_de_la_función (parámetro de entrada 1, parámetro de entrada 2, …)
Aquí resultado es la variable que devuelve y parámetro de entrada son los valores que se le deben pasar a la función
Entonces con todo esto nuestro ejemplo quedaría:
function res = suma_repetida
a = input(‘Número a multiplicar: ‘);
fin = input(‘¿Por qué número lo multiplicas?: ‘);
b = 0;
for i = 1:fin
b = b + a;
end
res = b;
display(‘El resultado de la multiplicación es ‘),display(b)
Ahora sólo queda guardar la función en una carpeta que esté en el “path”, de esta forma al decirle a Matlab:
y = suma_repetida
Buscará entre todos los archivos .m que tiene en su “path” y lo ejecutará.
Conclusión: después de todo el tocho desorganizado resumo un poco los puntos aprovechables.
-
- Hemos aprendido cómo escribir y para qué sirve un bucle for
- Hemos aprendido a usar las funciones input y display que son útiles para automatizar nuestros scripts y darle un toque más “pofesional”
- Hemos aprendido a convertir el script en una función/acción
Bonus: Otras instrucciones muy interesantes.
while
Es otra forma de hacer un bucle, su sintaxis es
while expresión
instrucciones
end
Donde expresión tiene un resultado booleano (o se cumple o no) por ejemplo a ~= 6 (a no es 6). La diferencia entre while y for es que for realiza un número de iteraciones determinado y while no. Cuando no sabemos las veces que se va a repetir el bucle nos interesa utilizar while.
Por ejemplo, imaginemos que tenemos una serie de medidas en un vector muy largo y nos interesa detectar un valor mínimo, por ejemplo 2. Nuestra expresión podría ser i > 2. Veamos el código:
r = round(10.*rand(1,20)); %rand generará un vector fila de longitud 20 de números entre 0 y 1, los multiplicamos todos por 10
a = 200 %como queremos un valor mayor a 2 si lo inicializamos a 0 no se cumplirá la condición para que se ejecute while
i = 1;%Para Matlab el primer elemento de un vector ocupa la posición uno, en otros lenguajes el primer elemento ocupa la posición cero
while a > 2
a = r(1,i); %Dentro del bucle debe modificarse el valor de la condición o si no no terminará nunca!
i = i + 1; %Avanzamos una posición en el vector
end
display(i-1) % Que nos muestre la posición del primer valor que no cumple la condición, le restamos uno porque en el momento que deja de cumplirse la condición ya se le ha sumado uno a i
Aunque no parezca muy útil nos salva en los casos en los que no se puede aplicar fácilmente un bucle for.
if
Esta expresión si que mola porque es super útil. Veamos la sintaxis:
if expresión
instrucciones
end
Si se cumple la expresión se ejecutan las instrucciones, si no continua la ejecución desde el end.
Si lo aplicamos al ejemplo anterior, supongamos que queremos quitar el vector los valores menores que 2
for i = 1:length(r)
if r(1,i) >2
s (1,i) = r(1,i);
end
i = i+1;
end
Si lo ejecutamos después del código del while veremos como el vector s es más corto que el vector r ya que hemos quitado los valores que no nos interesaban.
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