MATLAB - 函数

函数是一组执行特定任务的语句。在 MATLAB 中，函数在单独的文件中定义。文件和函数的名称应相同。

函数在其自己的工作区（也称为局部工作区）中操作变量，该工作区与您在 MATLAB 命令提示符下访问的工作区（称为基本工作区）分开。

函数可以接受多个输入参数，并且可以返回多个输出参数。

函数语句的语法如下：

function [out1,out2, ..., outN] = myfun(in1,in2,in3, ..., inN)

示例

以下名为mymax的函数应写入名为mymax.m的文件中。它将五个数字作为参数，并返回这些数字中的最大值。

创建一个名为 mymax.m 的函数文件，并在其中键入以下代码：

function max = mymax(n1, n2, n3, n4, n5)

%This function calculates the maximum of the
% five numbers given as input
max =  n1;
if(n2 > max)
   max = n2;
end
if(n3 > max)
   max = n3;
end
if(n4 > max)
   max = n4;
end
if(n5 > max)
   max = n5;
end

函数的第一行以关键字function开头。它给出函数的名称和参数的顺序。在我们的示例中，mymax函数有五个输入参数和一个输出参数。

紧跟在函数语句之后的注释行提供了帮助文本。当您键入以下内容时，将打印这些行：

help mymax

MATLAB 将执行上述语句并返回以下结果：

This function calculates the maximum of the
   five numbers given as input

您可以像这样调用函数：

mymax(34, 78, 89, 23, 11)

MATLAB 将执行上述语句并返回以下结果：

ans = 89

匿名函数

匿名函数类似于传统编程语言中的内联函数，在单个 MATLAB 语句中定义。它由单个 MATLAB 表达式和任意数量的输入和输出参数组成。

您可以在 MATLAB 命令行或函数或脚本中定义匿名函数。

这样，您就可以创建简单的函数，而无需为它们创建文件。

从表达式创建匿名函数的语法为

f = @(arglist)expression

示例

在这个例子中，我们将编写一个名为 power 的匿名函数，它将接收两个数字作为输入，并返回第一个数字的第二个数字次幂。

创建一个脚本文件，并在其中键入以下代码：

实时演示

power = @(x, n) x.^n;
result1 = power(7, 3)
result2 = power(49, 0.5)
result3 = power(10, -10)
result4 = power (4.5, 1.5)

运行该文件时，它将显示：

result1 =  343
result2 =  7
result3 =  1.0000e-10
result4 =  9.5459

主函数和子函数

除匿名函数之外的任何函数都必须在文件中定义。每个函数文件都包含一个必需的主函数（首先出现）和任意数量的可选子函数（出现在主函数之后并由其使用）。

主函数可以从定义它们的外部文件（从命令行或其他函数）调用，但子函数不能从命令行或其他函数（在函数文件外部）调用。

子函数仅对定义它们的函数文件中的主函数和其他子函数可见。

示例

让我们编写一个名为 quadratic 的函数，它将计算二次方程的根。该函数将接收三个输入，二次系数、线性系数和常数项。它将返回根。

函数文件 quadratic.m 将包含主函数quadratic和子函数disc，后者计算判别式。

创建一个函数文件quadratic.m，并在其中键入以下代码：

function [x1,x2] = quadratic(a,b,c)

%this function returns the roots of 
% a quadratic equation.
% It takes 3 input arguments
% which are the co-efficients of x2, x and the 
%constant term
% It returns the roots
d = disc(a,b,c); 
x1 = (-b + d) / (2*a);
x2 = (-b - d) / (2*a);
end   % end of quadratic

function dis = disc(a,b,c) 
%function calculates the discriminant
dis = sqrt(b^2 - 4*a*c);
end   % end of sub-function

您可以从命令提示符下调用上述函数，如下所示：

quadratic(2,4,-4)

MATLAB 将执行上述语句并返回以下结果：

ans = 0.7321

嵌套函数

您可以在另一个函数的主体中定义函数。这些称为嵌套函数。嵌套函数包含任何其他函数的任何或所有组件。

嵌套函数在另一个函数的作用域内定义，并且它们共享对包含函数的工作区的访问权限。

嵌套函数遵循以下语法：

function x = A(p1, p2)
...
B(p2)
   function y = B(p3)
   ...
   end
...
end

示例

让我们重写上一个示例中的quadratic函数，但是这次disc函数将是一个嵌套函数。

创建一个函数文件quadratic2.m，并在其中键入以下代码：

function [x1,x2] = quadratic2(a,b,c)
function disc  % nested function
d = sqrt(b^2 - 4*a*c);
end   % end of function disc

disc;
x1 = (-b + d) / (2*a);
x2 = (-b - d) / (2*a);
end   % end of function quadratic2

您可以从命令提示符下调用上述函数，如下所示：

quadratic2(2,4,-4)

MATLAB 将执行上述语句并返回以下结果：

ans =  0.73205

私有函数

私有函数是仅对有限数量的其他函数可见的主函数。如果您不想公开函数的实现，则可以将其创建为私有函数。

私有函数驻留在具有特殊名称private的子文件夹中。

它们仅对父文件夹中的函数可见。

示例

让我们重写quadratic函数。但是这次，计算判别式的disc函数将是一个私有函数。

在工作目录中创建一个名为 private 的子文件夹。将以下函数文件disc.m存储在其中：

function dis = disc(a,b,c) 
%function calculates the discriminant
dis = sqrt(b^2 - 4*a*c);
end      % end of sub-function

在您的工作目录中创建一个函数 quadratic3.m，并在其中键入以下代码：

function [x1,x2] = quadratic3(a,b,c)

%this function returns the roots of 
% a quadratic equation.
% It takes 3 input arguments
% which are the co-efficient of x2, x and the 
%constant term
% It returns the roots
d = disc(a,b,c); 

x1 = (-b + d) / (2*a);
x2 = (-b - d) / (2*a);
end      % end of quadratic3

您可以从命令提示符下调用上述函数，如下所示：

quadratic3(2,4,-4)

MATLAB 将执行上述语句并返回以下结果：

ans =  0.73205

全局变量

全局变量可以由多个函数共享。为此，您需要在所有函数中将变量声明为全局变量。

如果您想从基本工作区访问该变量，则在命令行中声明该变量。

全局声明必须在函数中实际使用变量之前发生。最好对全局变量的名称使用大写字母，以将其与其他变量区分开来。

示例

让我们创建一个名为 average.m 的函数文件，并在其中键入以下代码：

function avg = average(nums)
global TOTAL
avg = sum(nums)/TOTAL;
end

创建一个脚本文件，并在其中键入以下代码：

global TOTAL;
TOTAL = 10;
n = [34, 45, 25, 45, 33, 19, 40, 34, 38, 42];
av = average(n)

运行该文件时，它将显示以下结果：

av =  35.500

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