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。)