matlab第八章

第8章M文件函数

使用MATLAB函数时，例如inv, abs, angle和sqrt，MATLAB获取传递给它的变量，利用所给的输入，计算所要求的结果。然后，把这些结果返回。由函数执行的命令，以及由这些命令所创建的中间变量，都是隐含的。所有可见的东西是输入和输出，也就是说函数是一个黑箱。

这些属性使得函数成为强有力的工具，用以计算命令。这些命令包括在求解一些大的问题时，经常出现的有用的数学函数或命令序列。由于这个强大的功能，MATLAB提供了一个创建用户函数的结构，并以M文件的文本形式存储在计算机上。MATLAB函数fliplr 是一个M文件函数良好的例子。

function y = fliplr(x)

% FLIPLR Flip matrix in the left/right direction.

% FLIPLR(X) returns X with row preserved and columns flipped

% in the left/right direction.

%

% X = 1 2 3 becomes 3 2 1

% 4 5 6 6 5 4

%

% See also FLIPUD, ROT90.

% Copyright (c) 1984-94 by The MathWorks, Inc.

[m, n] = size(x);

y = x(: , n : -1 : 1);

一个函数M文件与脚本文件类似之处在于它们都是一个有.m扩展名的文本文件。如同脚本M文件一样，函数M文件不进入命令窗口，而是由文本编辑器所创建的外部文本文件。一个函数的M文件与脚本文件在通信方面是不同的。函数与MATLAB工作空间之间的通信，只通过传递给它的变量和通过它所创建的输出变量。在函数内中间变量不出现在MATLAB工作空间，或与MATLAB工作空间不交互。正如上面的例子所看到的，一个函数的M文件的第一行把M文件定义为一个函数，并指定它的名字。它与文件名相同，但没有.m扩展名。它也定义了它的输入和输出变量。接下来的注释行是所展示的文本，它与帮助命令：» help fliplr相对应。第一行帮助行称为H1 行，是由lookfor命令所搜索的行。最后，M文件的其余部分包含了MATLAB创建输出变量的命令。

8.1 规则和属性

M文件函数必须遵循以下特定的规则。除此之外，它们有许多的重要属性。包括：

1. 函数名和文件名必须相同。例如，函数fliplr存储在名为fliplr.m文件中。

2. MATLAB头一次执行一个M文件函数时，它打开相应的文本文件并将命令编辑成存储器的内部表示，以加速执行以后所有的调用。如果函数包含了对其它M文件函数的引用，它们也同样被编译到存储器。普通的脚本M文件不被编译，即使它们是从函数M 文件内调用；打开脚本M文件，调用一次就逐行进行注释。

3.在函数M文件中，到第一个非注释行为止的注释行是帮助文本。当需要帮助时，返回该文本。例如，» help fliplr返回上述前八行注释。

4.第一行帮助行，名为H1 行，是由lookfor命令搜索的行。

5.函数可以有零个或更多个输入参量。函数可以有零个或更多个输出参量。

6.函数可以按少于函数M文件中所规定的输入和输出变量进行调用，但不能用多于函数M文件中所规定的输入和输出变量数目。如果输入和输出变量数目多于函数M文件中function语句一开始所规定的数目，则调用时自动返回一个错误。

7.当函数有一个以上输出变量时，输出变量包含在括号内。例如，[V,D] = eig(A)。不要把这个句法与等号右边的[V,D] 相混淆。右边的[V,D] 是由数组V和D 所组成。

8.当调用一个函数时，所用的输入和输出的参量的数目，在函数内是规定好的。函数工作空间变量nargin包含输入参量个数；函数工作空间变量nargout包含输出参量个数。事实上，这些变量常用来设置缺省输入变量，并决定用户所希望的输出变量。例如，考虑MATLAB函数linspace：

function y = linspace(d1, d2, n)

% LINSPACE Linearly spaced vector.

% LINSPACE(x1, x2) generates a row vector of 100 linearly

% equally spaced points between x1 and x2.

% LINSPACE(x1, x2, N) generates N points between x1 and x2.

%

% See also LOGSPACE, :.

% Copyright (c) 1984-94 by The MathWorks, Inc.

if nargin == 2

n = 100;

end

y = [d1+(0:n-2)*(d2-d1)/(n-1) d2] ;

这里，如果用户只用两个输入参量调用linspace，例如linspace(0,10)，linspace 产生100个数据点。相反，如果输入参量的个数是3，例如，linspace(0,10,50)，第三个参量决定数据点的个数。

可用一个或两个输出参量调用的函数的一个例子是MATLAB函数size。尽管这个函数不是一个M文件函数(它是一个内置函数)，size函数的帮助文本说明了它的输出参量的选择。

SIZE Matrix dimensions.

D = SIZE(X), for M-by-N matrix X, returns the two-element

row vector D = [M, N] containing the number of rows and columns

in the matrix.

[M, N] = SIZE(X) returns the number of rows and columns

in separate output variables.

如果函数仅用一个输出参量调用，就返回一个二元素的行，它包含行数和列数。相反，如果出现两个输出参量，size 分别返回行和列。在M文件函数里，变量nargout可用来检验输出参量的个数，并按要求修正输出变量的创建。

9.当一个函数说明一个或多个输出变量，但没有要求输出时，就简单地不给输出变量赋任何值。MATLAB函数toc 阐明了这个属性。

function t = toc

% TOC Read the stopwatch timer.

% TOC, by itself, prints the elapsed time since TIC was used.

% t = TOC; saves the elapsed time in t, instead of printing it out.

%

% See also TIC, ETIME, CLOCK, CPUTIME.

% Copyright (c) 1984-94 by The MathWorks, Inc.

% TOC uses ETIME and the value of CLOCK saved by TIC.

global TICTOC

if nargout < 1

elapsed_time = etime(clock, TICTOC)

else

t = etime(clock, TICTOC);

end

如果用户用不以输出参量调用toc，例如，» toc，就不指定输出变量t的值，函数在命令窗口显示函数工作空间变量elapsed_time，但在MATLAB工作空间里不创建变量。相反，如果toc 是以» out=toc调用，则按变量out将消逝的时间返回到命令窗口。

10. 函数有它们自己的专用工作空间，它与MATLAB的工作空间分开。函数内变量与MATLAB工作空间之间唯一的联系是函数的输入和输出变量。如果函数任一输入变量值发生变化，其变化仅在函数内出现，不影响MATLAB工作空间的变量。函数内所创建的变量只驻留在函数的工作空间，而且只在函数执行期间临时存在，以后就消失。因此，从一个调用到下一个调用，在函数工作空间变量存储信息是不可能的。(然而，如下所述，使用全局变量就提供这个特征。)