第6章 M文件和函數(shù)句柄

1、第第6 6章章 MM文件和函數(shù)句柄文件和函數(shù)句柄單獨的單獨的MATLAB指令，及由若干指令構(gòu)成的孤立表達(dá)式，只指令，及由若干指令構(gòu)成的孤立表達(dá)式，只能解算或仿真簡單理論數(shù)學(xué)模型所描述的問題。能解算或仿真簡單理論數(shù)學(xué)模型所描述的問題。 復(fù)雜些的問題通常需要用一組理論數(shù)學(xué)算式。這些問題的解復(fù)雜些的問題通常需要用一組理論數(shù)學(xué)算式。這些問題的解算及仿真就需要借助較復(fù)雜的算及仿真就需要借助較復(fù)雜的MATLAB程序進(jìn)行。程序進(jìn)行。 這種這種MATLAB程序由較多的程序由較多的MATLAB指令和多種多樣的指令和多種多樣的MATLAB表達(dá)式組成，并循著一定的執(zhí)行次序運行。擴(kuò)展名表達(dá)式組成，并循著一定的執(zhí)行次序

2、運行。擴(kuò)展名為為m。這就是腳本。這就是腳本M文件或函數(shù)文件或函數(shù)M文件。文件。 6.1 MATLAB控制流控制流6.2 腳本文件和函數(shù)文件腳本文件和函數(shù)文件6.3 MATLAB的函數(shù)類別的函數(shù)類別6.4 函數(shù)句柄函數(shù)句柄6.1 MATLAB控制流控制流1. if-else-end條件控制條件控制單單 分分 支支雙雙 分分 支支多多 分分 支支if expr(commands) endif expr(commands1)else(commands2)ENDif expr1(commands)elseif expr2(commands).else (commandsk)end當(dāng)expr給出“邏輯1

3、”時，(commands)指令組才被執(zhí)行。當(dāng)expr給出“邏輯1”時，(commands1)指令組被執(zhí)行；否則，(commands2)被執(zhí)行。expr1，expr2， 中，首先給出“邏輯1”的那個分支的指令組被執(zhí)行；否則，(commandsk)被執(zhí)行。 該使用方法常被switch-case所取代?！纠?.1-1】 2. switch-case控制結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu)指 令 格 式含 義switch expr CASE VALUE_1 (commands1) CASE VALUE_2(commands2) CASE VALUE_k (commandsk) otherwise (commands)end

4、expr為根據(jù)此前給定變量進(jìn)行計算的表達(dá)式 value_1是給定的數(shù)值、字符串標(biāo)量（或單元數(shù)組） 若expr結(jié)果與value_1（或其中的單元元素）相等，則執(zhí)行。 value_k是給定的數(shù)值、字符串標(biāo)量（或單元數(shù)組） 若expr結(jié)果與value_k（或其中的單元元素）相等，則執(zhí)行。 該情況是以上的“并”的“補(bǔ)” 若所有case都不發(fā)生，則執(zhí)行該組命令?！纠?.1-2】 3. for循環(huán)和循環(huán)和while循環(huán)循環(huán)for 循環(huán)循環(huán)while循環(huán)循環(huán)for ix=array (commands)endWHILE EXPRESSION (commands)end4. 控制程序流的其它常用指令控制程序流

5、的其它常用指令指令及使用格式指令及使用格式使使 用用 說說 明明v=input(message) v=input(message,s) 該指令執(zhí)行時，“控制權(quán)”交給鍵盤；待輸入結(jié)束，按下Enter鍵，“控制權(quán)”交還MATLAB。message是提示用的字符串。keyboard遇到keyboard時，將“控制權(quán)”交給鍵盤，用戶可以從鍵盤輸入各種MATLAB指令。breakbreak指令，或?qū)е掳撝噶畹膚hile、for 循環(huán)終止，或在if - end, switch - case, try catch中導(dǎo)致中斷。參見例6.1-5。CONTINUE跳過位于它之后的循環(huán)體中其他指令，而執(zhí)行循環(huán)的

6、下一個迭代.見例6.1-5。pausepause(n)第一種格式使程序暫停執(zhí)行，等待用戶按任意鍵繼續(xù)；第二種格式使程序暫停n秒后，再繼續(xù)執(zhí)行。RETURN結(jié)束return指令所在函數(shù)的執(zhí)行，而把控制轉(zhuǎn)至主調(diào)函數(shù)或者指令窗。否則，只有待整個被調(diào)函數(shù)執(zhí)行完后，才會轉(zhuǎn)出。6.2 腳本文件和函數(shù)文件腳本文件和函數(shù)文件1. M腳本文件腳本文件對于一些比較簡單的問題，從指令窗中直接輸入指令進(jìn)行計算是十分輕松簡單的事。但隨指令數(shù)的增加，或隨控制流復(fù)雜度的增加，或重復(fù)計算要求的提出，直接從指令窗進(jìn)行計算就顯得煩瑣。而此時腳本文件最為適宜。 它是一串按用戶意圖排列而成的（包括控制流向指令在內(nèi)的）MATLAB指令

7、集合。腳本文件運行后，產(chǎn)生的所有變量都駐留在MATLAB基本工作空間（Base workspace）中。只要用戶不使用clear指令加以清除，只要MATLAB指令窗不關(guān)閉，這些變量將一直保存在基本工作空間中。2. M函數(shù)文件函數(shù)文件與腳本文件不同，函數(shù)文件（Function file）猶如一個“黑箱”。從外界只看到：傳給它的輸入量和送出來的計算結(jié)果。而內(nèi)部運作是藏而不見的。 從結(jié)構(gòu)上看，腳本文件只是比函數(shù)文件少一個“函數(shù)申明行”，所以只需描繪清楚函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)，腳本文件的結(jié)構(gòu)也就無須多費筆墨了。 函數(shù)文件的第一行是以function引導(dǎo)的函數(shù)申明行。該行還列出函數(shù)與外界交換數(shù)據(jù)的全部標(biāo)稱輸入/

8、輸出量。輸入輸出量的數(shù)目沒有限制。允許使用比標(biāo)稱數(shù)目少的輸入/輸出量，實現(xiàn)對函數(shù)的調(diào)用。運行時，MATALAB會專門為它開辟一個臨時工作空間，稱為函數(shù)工作空間，存放所有中間變量，當(dāng)執(zhí)行完文件最后一條指令后，或遇到return指令，就結(jié)束該函數(shù)文件的運行，同時該臨時空間及所有中間變量即被清除。在MATLAB整個運行期間可以產(chǎn)生任意多個臨時函數(shù)空間如果在函數(shù)文件中，調(diào)用某個腳本文件，那么該腳本文件運行產(chǎn)生的所有變量都存放于那個函數(shù)空間中，而不是存放于基本空間中函數(shù)申明行：位于函數(shù)文件的首行；以關(guān)鍵字function開頭；函數(shù)名以及函數(shù)的輸入/輸出量名都在這一行H1行：緊隨函數(shù)申明行后以%開頭的第一

9、注釋行，包括函數(shù)文件名和簡要描述的函數(shù)功能。該行供lookfor關(guān)鍵詞查詢和help在線幫助使用。在線幫助文本區(qū)：H1行及其之后連續(xù)的以%開頭的所有注釋行。通常包括：函數(shù)輸入/輸出宗量的含義；調(diào)用格式說明。編寫和修改記錄：與在線幫助文本區(qū)相隔一個空行，以%開頭，標(biāo)志編寫及修改該M文件的作者、日期、版本。用作軟件檔案管理。M函數(shù)文件的結(jié)構(gòu)：3. 局部變量和全局變量局部變量和全局變量（1）局部（）局部（Local）變量）變量存在于函數(shù)空間內(nèi)部的中間變量，產(chǎn)生于該函數(shù)的運存在于函數(shù)空間內(nèi)部的中間變量，產(chǎn)生于該函數(shù)的運行過程中，其影響范圍也僅限于該函數(shù)本身。正由于這行過程中，其影響范圍也僅限于該函數(shù)本

10、身。正由于這種空間、時間上的局部性，中間變量被稱為局部變量。種空間、時間上的局部性，中間變量被稱為局部變量。（2）全局（）全局（Global）變量）變量通過通過global指令，指令，MATLAB也允許幾個不同的函數(shù)空也允許幾個不同的函數(shù)空間以及基本工作空間共享同一個變量。這種被共享的變間以及基本工作空間共享同一個變量。這種被共享的變量稱為全局變量。量稱為全局變量?！纠纠?.2-1】 6.3 MATLAB的函數(shù)類別的函數(shù)類別函數(shù)Function 又被細(xì)分為：主函數(shù)；子函數(shù)；嵌套函數(shù)；私用函數(shù)；匿名函數(shù)等。本節(jié)只對主函數(shù)、子函數(shù)及匿名函數(shù)進(jìn)行闡述。 6.3.1 主函數(shù)（主函數(shù)（Primary

11、function）一般為”與保存文件同名”的那個函數(shù)在當(dāng)前目錄、搜索路徑上，列出文件名的函數(shù)在指令窗中或其他函數(shù)中，可直接調(diào)用的函數(shù)M函數(shù)文件中，由第一個function引出的函數(shù)采用helpfunctionname可獲取函數(shù)所攜帶的幫助信息6.3.2 子函數(shù)（子函數(shù)（Subfunction）子函數(shù)不獨立存在，只能寄生在主函數(shù)體內(nèi)在函數(shù)文件中，由非第一個function引出的函數(shù)一個M函數(shù)文件可以包含多個子函數(shù)子函數(shù)只能被其所在的主函數(shù)和其他“同居”子函數(shù)調(diào)用子函數(shù)可以出現(xiàn)在主函數(shù)體的任何位置，其位置先后與調(diào)用次序無關(guān)在M函數(shù)文件中，任何指令通過“名字”對函數(shù)進(jìn)行調(diào)用時，子函數(shù)的優(yōu)先級僅次于內(nèi)

12、裝函數(shù)同一文件的子函數(shù)、子函數(shù)的工作空間都是彼此獨立的，各函數(shù)間的信息，或通過輸入輸出宗量傳遞，或通過全局變量傳遞采用help functionname/subfunfctionname可以獲取子函數(shù)所帶的幫助信息不管在什么地方，只要存在于那子函數(shù)句柄，就可以直接調(diào)用子函數(shù)【例6.3-1】 6.3.3 匿名函數(shù)（匿名函數(shù)（Anonymous function）匿名函數(shù)不以文件形式駐留在文件夾上；可在指令窗或任何函數(shù)體中通過指令直接生成1）在指令窗或任何M文件中創(chuàng)建匿名函數(shù)FH=(arglist)exprFH是所創(chuàng)建匿名函數(shù)的句柄；arglist是匿名函數(shù)的輸入量列表；expr是由輸入量構(gòu)成的函

13、數(shù)表達(dá)式2）匿名函數(shù)的調(diào)用格式FH(arglist) 直接調(diào)用格式feval(FH,arglist) 間接調(diào)用格式Arglist中輸入量的次序必須與創(chuàng)建該匿名函數(shù)句柄時的輸入量次序相同所有借助feval構(gòu)成的泛函指令也采用間接調(diào)用格式6.4 函數(shù)句柄函數(shù)句柄函數(shù)句柄（函數(shù)句柄（Function handle）是）是matlab 6.0版起用的新數(shù)版起用的新數(shù)據(jù)類型。它保存著據(jù)類型。它保存著“為這函數(shù)創(chuàng)建句柄時的路徑、視野、函數(shù)為這函數(shù)創(chuàng)建句柄時的路徑、視野、函數(shù)名，以及可能存在的重載方法名，以及可能存在的重載方法”。引入函數(shù)句柄的理由是：使引入函數(shù)句柄的理由是：使feval及借助于它的泛函指令工作及借助于它的泛函指令工作更可靠；使更可靠；使“函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用”象象“變量調(diào)用變量調(diào)用”一樣靈活方便；可迅一樣靈活方便；可迅速獲得同名重載函數(shù)的位置、類型