matlab 函数定义调用以及函数句柄详解

人生有酒多忘欢

1、函数文件+调用命令文件：需单独定义一个自定义函数的M文件;
% 调用函数文件:myfile.m

clear

clc

for t=1:10

y=mylfg(t);

fprintf(‘M^(1/3)=%6.4f\n’,t,y);

end

%自定义函数文件: mylfg.m

function y=mylfg(x) %注意：函数名（mylfg）必须与文件名（mylfg.m）一致

Y=x^(1/3);

注：这种方法要求自定义函数必须单独写一个M文件，不能与调用的命令文件写在同一个M文件中。



2、函数文件+子函数：定义一个具有多个自定义函数的M文件；
%命令文件：funtry2.m

function []=funtry2()

for t=1:10

y=lfg2(t)

fprintf(‘M^(1/3)=%6.4f\n’);

End

function y=lfg2(x)

Y= x^(1/3);

%注：自定义函数文件funtry2.m中可以定义多个子函数function。子函数lfg2只能被主函数和主函数中的其他子函数调用。



3、Inline:无需M文件，直接定义；
%inline命令用来定义一个内联函数：f=inline(‘函数表达式’, ‘变量1’,’变量2’,……)。

调用方式：y=f(数值列表) %注意：代入的数值列表顺序应与inline()定义的变量名顺序一致。

例如：

f=inline(‘x^2+y’,’x’,’y’);

z=f(2,3)

Ans=7

注：这种函数定义方式是将它作为一个内部函数调用。特点是，它是基于Matlab的数值运算内核的，所以它的运算速度较快，程序效率更高。缺点是，该方法只能对数值进行代入，不支持符号代入，且对定义后的函数不能进行求导等符号运算。

例：

Clear

Clc

f=’x^2’;

Syms x g;

g=x^2;

h=inline(‘x^2’,’x’);




4、匿名函数；
使用matlab函数句柄操作符@，可以定义指向matlab内置函数和用户自定义函数的函数句柄，函数句柄也可以像函数一样的使用。例如：
>>x=-pi:0.1:pi;
>> fh={@cos,@sin};
fh =
    @cos    @sin
>> plot(fh{2}(x))



5、Syms+subs: 无需M文件,直接定义；
用syms定义一个符号表达式，用subs调用：

Syms f x %定义符号

f=1/(1+x^2); %定义符号表达式

subs(f, ‘x’, 代替x的数值或符号)

注：对于在syms中已经定义过的符号变量，在subs中进行替代时，单引号可以省略。但是，如果在syms后又被重新定义为其他类型，则必须加单引号，否则不可替换。

这种函数定义方法的特点是，可以用符号进行替换

Syms f x

f=1/(1+x^2);

subs(f, ‘x’,’y^2’)

ans=

1/(1+(y^2)^2)

注：该方法的缺点是，由于使用符号运算内核，运算速度会大大降低。





6、字符串+subs：无需M文件,直接定义；
直接定义一个字符串，用subs命令调用。例如：

f=’1/(1+x^2)’ %定义字符串

z=subs(f,’x’,2)

g=subs(f,’x’,’y^2’)

注：优点是，占用内存最少，定义格式方面自由。

缺点是，无法对字符进行符号转化。

当所要替代的符号在调用前都已经有了数值定义，则可以直接调用：subs(f).例如：

f=’x^2*y’;

x=2;y=3;

subs(f)

ans=12




7、直接通过@符号定义.
示例如下：

>> f=@(x,y)(x.^2-sin(y))
f =
    @(x,y)(x.^2-sin(y))
>> f(2,3)
ans =


       3.8589

这个是matlab里边的匿名函数的标志。匿名函数的标准格式是：
fhandle=@（arglist）express
（1）express是一个matlab变量表达式，比如：x+x.^2，sin（x）等
（2）argilst是参数列表；
（3）符号@是matlab创建函数句柄的操作符，表示创建有输入参数列表arglist和表达式express确定的函数句柄，并把这个函数句柄返回给变量fhandle，这样，以后就可以通过fhandle来调用定义好的函数了。
如：
myfun=@（x）（x+x.^2)

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觉得自己很少用函数句柄，但是经常遇到，所以在这里总结一下。
函数句柄：是包含了函数的路径、函数名、类型以及可能存在的重载方法。
函数句柄必须通过专门的定义创建的，而一般的图像的句柄是自动建立的。

创建函数句柄使用@或者str2func命令创建
[email=h_fun=@fun]h_fun=@fun[/email];
h_fun=str2func('fun');
比如说sin函数，[email=h_sin=@sin]h_sin=@sin[/email];   h_sin=str2func('sin');

执行sin函数     feval
feval_r('sin',pi/2)
ans =
     1
那么使用函数句柄有什么好处呢？
1、提高运行速度。因为matlab对函数的调用每次都是要搜索所有的路径，从set path中我们可以看到，路径是非常的多的，所以如果一个函数在你的程序中需要经常用到的话，使用函数句柄，对你的速度会有提高的。
2、使用可以与变量一样方便。比如说，我再这个目录运行后，创建了本目录的一个函数句柄，当我转到其他的目录下的时候，创建的函数句柄还是可以直接调用的，而不需要把那个函数文件拷贝过来。因为你创建的function handles中，已经包含了路径，比如说我创建了一个fun
h_fun=str2func('rei');
可以用functions来查看这个function，结果果然已经包括了路径。

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Matlab中的匿名函数的使用

在Matlab7.0以后的版本中，出现了一种新的函数类型–匿名函数，不但能够完成原来版本中内联函数（inline）的功能，还提供了其他更方便的功能。Matlab首席科学家Moler教授都推荐用匿名函数替代原来的内联函数。我最近学习了一些有关匿名函数的内容，现在总结一下：

1，匿名函数的基本用法。

handle = @(arglist)anonymous_function

其中handle为调用匿名函数时使用的名字。arglist为匿名函数的输入参数，可以是一个，也可以是多个，用逗号分隔。anonymous_function为匿名函数的表达式。举个例子如下：

>> f=@(x,y)x^2+y^2;


>> f(1,2) ans =      5

当然输入的是数组也是可以的：

>> f=@(x,y)x.^2+y.^2; %注意需要点(.)运算 >> a=1:1:10; >> b=10:-1:1; >> f(a,b) ans =    101    85    73    65    61    61    65    73    85   101

匿名函数的表达式中也可以有参数的传递，比如：

>> a=1:5;


>> b=5:-1:1;


>> c=0.1:0.1:0.5;


>> f=@(x,y)x.^2+y.^2+c;


>> f(a,b) ans =    26.1000   20.2000   18.3000   20.4000   26.5000

c作为表达式中的参数，进行了数据传递。上面都是单重匿名函数，也可以构造多重匿名函数，如：

>> f=@(x,y)@(a) x^2+y^+a;


>> f1=f(2,3) f1 =     @(a)x^2+y^+a


>> f2=f1(4) f2 =     85

每个@后的参数从它后面开始起作用，一直到表达式的最后。

2.使用匿名函数实现符号函数的赋值运算

在老版本的Matlab中，这个功能是由inline函数完成的，现在用匿名函数完成此功能。比如：知道z=2x^3+4x+5,求z在x=3处的2阶导数值。可以先用符号函数算出z的2阶导数的表达式，然后通过匿名函数，把x赋予3的值，得到最后结果：

>> syms x; %定义符号变量


>> z=2*x^3+4*x+5; %定义表达式


>> z1=diff(z,2) %求z的2阶导数的表达式 z1 = 12*x


>> z2=eval_r(['@(x)' vectorize(z1)]); %vectorize函数的功能是使内联函    %数适合数组运算的法则


>> z2(3) ans =     36



functions(h_fun)
ans =
    function: 'rei'
        type: 'simple'
        file: 'G:\program\serial232\rei.m'​​​​