Matlab中的類定義 classdef

matlab也可以寫物件導向的**，首先表現在可以定義類，以及可以繼承，

使用類（class）有很多好處，其中乙個重要的好處便是解決變數名衝突和讓函式、物件的結構清晰。class的static function可以在不定義類的例項直接呼叫類的成員函式，比如定義

classdef tools < handle
methods (static = true)
function a = test(b, c)
a = b + c;
endend
end

然後可以直接通過

a = tools.test(b, c);

呼叫函式。

classdel是定義類名，後面的《是表示繼承，matlab允許多重繼承，繼承自handle類，handle類定義了很多關於object的處理函式，例如addlistener以及notify還有delete等對物件的函式，是乙個抽象類，不能例項化，具體可以看一下參考文獻。

類的方法是放在methods ...end裡面。

下面是乙個稍微複雜的類的定義

classdef tensiledata
properties
material = 'carbon steel';
samplenumber = 0;
stress
strain
endproperties (dependent)
modulus
endmethods
function td = tensiledata(material,samplenum,stress,strain)
if nargin > 0
td.material = material;
td.samplenumber = samplenum;
td.stress = stress;
td.strain = strain;
endend % tensiledata
endmethods
function obj = set.material(obj,material)
if ~(strcmpi(material,'aluminum') ||...
strcmpi(material,'stainless steel') ||...
strcmpi(material,'carbon steel'))
error('material must be aluminum, stainless steel, or carbon steel')
endobj.material = material;
end % material set function
function modulus = get.modulus(obj)
ind = find(obj.strain > 0); % find nonzero strain
modulus = mean(obj.stress(ind)./obj.strain(ind));
end % modulus get function
function obj = set.modulus(obj,~)
fprintf('%s%d\n','modulus is: ',obj.modulus)
error('you cannot set modulus explicitly');
endfunction disp(td)
fprintf(1,'material: %s\nsample number: %g\nmodulus: %1.5g\n',...
td.material,td.samplenumber,td.modulus);
end % disp
function plot(td,varargin)
plot(td.strain,td.stress,varargin)
title(['stress/strain plot for sample ',num2str(td.samplenumber)])
xlabel('strain %')
ylabel('stress (psi)')
end % plot
endmethods (access = 'private') % access by class members only
function m = calcmodulus(td)
% over-simplified calculation of elastic modulus
ind = find(td.strain > 0); % find nonzero strain
m = mean(td.stress(ind)./td.strain(ind));
end % calcmodulus
endend % classdef

在上述**中，

classdef tensiledata

...end

是定義乙個tensiledata類。**：

properties

material = 'carbon steel';

samplenumber = 0;

stress

strain

end是定義這個類的屬性，也就是c++中類的成員變數。但是和c++不同的是，matlab中的類定義還有乙個比較特別的地方的，就是定義依賴屬性，如下述**：

properties (dependent)

modulus

end

這表示modulus這個屬性是個依賴屬性，它的值是通過其他屬性計算得到的，其中dependent的預設屬性值為true。

它的值是通過下面函式實現的：

% modulus get function

function modulus = get.modulus(obj)

ind = find(obj.strain > 0); % find nonzero strain

modulus = mean(obj.stress(ind)./obj.strain(ind));

end

類的方法（函式）的定義是以methods ... end的的形式出現的。如下面的類方法的定義：

methods

function td = tensiledata(material,samplenum,stress,strain)

if nargin > 0

td.material = material;

td.samplenumber = samplenum;

td.stress = stress;

td.strain = strain;

endend

end

該函式塊定義了tensiledata建構函式方法。上述**中的最後乙個方法 methods (access = 'private')

中的access = 'private'表示該方法僅能被類本身訪問和修改，是個私有成員方法。其中屬性access又可分為

setaccess和getaccess，屬性值和access相同。

封裝後的函式多次呼叫會話費相當長的時間

所以到底該不該封裝，還需取決於實際情況，如果函式本身特別簡單，並且會被迴圈呼叫，最好還是通過m檔案函式的形式。之前mit大牛給出了更多地建議

雖然for-loop的速度有了很大改善，vectorization（向量化）仍舊是改善效率的重要途徑，尤其是在能把運算改寫成矩陣乘法的情況下，改善尤為顯著。

在不少情況下，for-loop本身已經不構成太大問題，尤其是當迴圈體本身需要較多的計算的時候。這個時候，改善概率的關鍵在於改善迴圈體本身而不是去掉for-loop。

matlab的函式呼叫過程（非built-in function）有顯著開銷，因此，在效率要求較高的**中，應該盡可能採用扁平的呼叫結構，也就是在保持**清晰和可維護的情況下，盡量直接寫表示式和利用built-in function，避免不必要的自定義函式呼叫過程。在次數很多的迴圈體內（包括在cellfun, arrayfun等實際上蘊含迴圈的函式）形成長呼叫鏈，會帶來很大的開銷。

在呼叫函式時，首選built-in function，然後是普通的m-file函式，然後才是function handle或者anonymous function。在使用function handle或者anonymous function作為引數傳遞時，如果該函式被呼叫多次，最好先用乙個變數接住，再傳入該變數。這樣，可以有效避免重複的解析過程。

在可能的情況下，使用numeric array或者struct array，它們的效率大幅度高於cell array（幾十倍甚至更多）。對於struct，盡可能使用普通的域（字段，field）訪問方式，在非效率關鍵，執行次數較少，而靈活性要求較高的**中，可以考慮使用動態名稱的域訪問。

雖然object-oriented從軟體工程的角度更為優勝，而且object的使用很多時候很方便，但是matlab目前對於oo的實現效率很低，在效率關鍵的**中應該慎用objects。

如果需要設計類，應該盡可能採用普通的property，而避免靈活但是效率很低的dependent property。如非確實必要，避免過載subsref和subsasgn函式，因為這會全面接管對於object的介面呼叫，往往會帶來非常巨大的開銷（成千上萬倍的減慢），甚至使得本來幾乎不是問題的**成為效能瓶頸。

參考文獻：

Matlab中的類定義 classdef

Matlab 中類的定義

matlab中的類定義classdef

Python中怎樣初始化乙個類類class？

Matlab中的類定義 classdef

Matlab 中類的定義

matlab中的類定義classdef

Python中怎樣初始化乙個類類class？

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