MATLAB - 函数

函数是一组共同执行任务的语句。 在 MATLAB 中，函数在单独的文件中定义。 文件名和函数名应该相同。

函数在其自己的工作区（也称为本地工作区）内对变量进行操作，与您在 MATLAB 命令提示符下访问的工作区（称为基础工作区）分开。

函数可以接受多个输入参数，并且可能返回多个输出参数。

函数语句的语法是 −

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。 它接受五个数字作为参数并返回数字中的最大值。

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)

% 该函数计算最大值
% 作为输入给出五个数字
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。 它给出了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。

函数语句后面的注释行提供帮助文本。 当您键入时会打印这些行 −

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

您可以将该函数调用为 −

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 表达式以及任意数量的输入和输出参数组成。

您可以直接在 MATLAB 命令行或函数或脚本内定义匿名函数。

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是

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，它将接受两个数字作为输入，并返回第一个数字的第二个数字的幂。

创建一个脚本文件并在其中键入以下代码 −

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

当您运行该文件时，它会显示 −

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

主要功能和子功能

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首先出现的必需的主函数，以及在主函数之后并由主函数使用的任意数量的可选子函数。

主函数可以从定义它们的文件外部调用，无论是从命令行还是从其他函数，但子函数不能从函数文件外部的命令行或其他函数调用。

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 的函数来计算二次方程的根。 该函数需要三个输入：二次系数、线性系数和常数项。 它会回归根源。

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

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)

% 这个函数返回的根
% 二次方程。
% 需要3个输入参数
% 是 x2、x 和 x2 的系数
% 常数项
% 返回根
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) 
%函数计算判别式
dis = sqrt(b^2 - 4*a*c);
end   % end of sub-function

您可以从命令提示符调用上述函数： −

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体内定义函数。 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。

嵌套函数是在另一个函数的范围内定义的，并且它们共享对包含函数的工作区的访问。

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

让我们重写前面示例中的函数 quadratic，不过，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调用上述函数： −

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的其他函数组可见的主要函数。 如果您不想公开函数的实现，可以将它们创建为私有函数。

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

让我们重写二次函数。 然而，这一次，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) 
%函数计算判别式
dis = sqrt(b^2 - 4*a*c);
end      % 子函数结尾

在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)

% 这个函数返回的根
% 二次方程。
% 需要3个输入参数
% 分别是 x2、x 和 x2 的系数
% 常数项
% 返回根
d = disc(a,b,c); 

x1 = (-b + d) / (2*a);
x2 = (-b - d) / (2*a);
end      % 二次方程3的结尾

您可以从命令提示符调用上述函数 −

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

全局变量可以被多个函数共享。 为此，您需要在所有函数中将该变量声明为全局变量。

如果您想从基础工作区访问该变量，请在命令行声明该变量。

全局声明必须发生在函数中实际使用变量之前。 最好使用大写字母作为全局变量的名称，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，将显示以下结果 −

av =  35.500