Программирование функций в matlab

Часто при программировании приходится много раз повторять одни и те же вычисления, например, определение модуля числа или расчет евклидового расстояния между точками и т. п. Для реализации таких повторяющихся вычислений целесообразно создавать функции и вызывать их по мере необходимости.

Порядок определения и вызова функций

В первой главе данного пособия был показан порядок определения собственных функций в программе MatLab. В данном параграфе остановимся на более подробном описании программирования пользовательских функций.

Синтаксис для определения собственных функций в MatLab имеет следующий вид:

function [ RetVal1, RetVal2,… ] = FunctionName (arg1, arg2,…).

где RetVal1, RetVal2,… — набор возвращаемых значений функцией (результаты работы); arg1, arg2,… — набор входных аргументов; тело функции — набор операторов (программа), которые выполняются при вызове функции.

Рассмотрим пример реализации функции для вычисления евклидового расстояния:

function length = euqlid (x1, y1, x2, y2).

length = sqrt ((x1-x2)^2+(y1-y2)^2);

Продемонстрируем возможность возвращения нескольких параметров на примере вычисления ширины и высоты прямоугольника, заданного координатами левого верхнего угла (x1,y1) и правого нижнего (x2,y2):

function [width, height] = RectangleHW (x1,y1,x2,y2).

width = abs (x1-x2);

height = abs (y1-y2);

Данную функцию можно записать еще и с таким набором параметров:

function [width, height] = RectangleHW (P1, P2).

width = abs (P1(1)-P1(2));

height = abs (P2(1)-P2(2));

где P1 и P2 — векторы (массивы) размером в 2 элемента и описывают точку в двумерном пространстве. В этом случае при вызове функции, значения координат точек можно передавать таким образом:

[W, H] = RectangleHW ([0 0], [10 20]);

Если же программист сделает ошибку и при вызове функции передаст неверный размер вектора, например, так.

[W, H] = RectangleHW (0, [10 20]);

то выполнение функции завершится с ошибкой и выполнение всего алгоритма остановится. Чтобы избежать этой ситуации MatLab позволяет проводить проверку корректности переданных аргументов и корректно завершать работу функции без остановки работы всего алгоритма. Следующий пример записи функции демонстрирует работу такой проверки:

function [width, height] = RectangleHW (P1, P2).

if length (P1) < 2 | length (P2) < 2.

error ('Bad 1st or 2nd parameter');

end.

width = abs (P1(1)-P1(2));

height = abs (P2(1)-P2(2));

При выполнении данной функции с неверными параметрами, функция выдаст сообщение об ошибке в командное окно MatLab, но программа продолжит свою работу.

Предложенная проверка осуществляет контроль за корректностью переданных аргументов. Однако важной является также проверка числа переданных входных аргументов и числа возвращаемых значений функцией. Например, если вместо двух аргументов, был передан только один, то функция ошибочно завершит свою работу. Аналогично, если функция ожидает возврата трех аргументов, в то время как она определена лишь для двух, то также возникнет ошибочная ситуация.

Для проверки числа переданных аргументов и числа ожидающих возвращаемых значений используются переменные nargin и nargout. Ниже приведен пример функции, использующей проверку корректности числа входных и выходных аргументов.

function [width, height] = RectangleHW (P1, P2).

if nargin ≅ 2.

error ('Bad number of parameters');

end.

if nargout ≅ 2.

error ('Must be 2 return values');

end.

if length (P1) < 2 | length (P2) < 2.

error ('Bad 1st or 2nd parameter');

end.

width = abs (P1(1)-P1(2));

height = abs (P2(1)-P2(2));

При этом проверки корректности параметров функции будут срабатывать в следующих ситуациях:

[W, H] = RectangleHW ([0 0]); % Bad number of parameters.

[W, H, V] = RectangleHW ([0 0], [10 20]); % Must be 2 return.

% values.

[W, H] = RectangleHW (0, [10 20]); % Bad 1st or 2nd parameter.