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matlab代做highspeedlogic★matlab创建类

时间:2016-7-18 9:37:39 点击:

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4.4 类(class)
类是一种数据类型,与普通的数据类型不同的是类不仅包含数据,还包含对数据的操作,类把数据和数据操作方法封装在一起,作为一个整体参与程序的运行。类具有课继承性,创建一个新的类的时候,可以在一个基类中添加成员派生出新类。类的变量和类的实例是不同的,类的实例是动态分配的内存区域,通常称类的实例维“对象”,同一个类可以有不同的实例存在,他们个子有自己的数据,但是数据操作方法是相同的。类的变量可以看作是一个指针,指向类的实例。
在MATLAB中,为了更好地进行数据的封装,更加抽象地描述对象,也定义了类。图2.4.1给出了MATLAB中类的层次结构图,在建立类的结构的时候,可以根据这一层次结构进行设计和继承。

4.4.1 建立一个类

通常一个类应该包含四个基本的成员函数:
构造函数 ―― 与类名相同,可以在其中完成成员初始化的工作;
显示函数 ―― 名为display,用于显示成员的数据;
赋值函数 ―― 名为set,用于设置类成员的数值;
取值函数 ―― 名为get,用于读取类成员的函数。
与C++的类不同的是,MATLAB的类不需要特别的析构函数。如果类用到了一些特殊的内容需要释放的话,可以编写一个成员函数,比如classclear,用包来释放所占用的资源。
下面用一个简单的例子类介绍一些类如何使用。定义一个名为list的类,它有两个数据成员x和y,希望通过一个成员函数prod()来获取x和y的乘积。本例的类是这样的:
类名:      list
成员变量:x,y
成员函数:
list:构造函数
display:显示函数
get:取值函数
set:赋值函数
prod:计算函数
现在就来建立它。
(1)   在工作目录上建立一个子目录(以笔者的习惯为例):
cd E:MyProgrammatlab7chap4
mkdir @list
类名前面要加上一个字符'@’,对于这样形式的目录里所有保存的M文件,MATLAB都认为是类的成员函数。
(2)   编写5个成员函数的M文件保存在E:MyProgrammatlab7chap4@list 目录下:

% list.m
function d = list(x,y)
d.x=x;
d.y=y;
d=class(d,'list'); 

% display.m
function display(d)
fprintf('list class:n');
fprintf('x=%dn',d.x);
fprintf('y=%dn',d.y); 

% get.m
function val = get(d,prop_name)
switch prop_name
    case 'x'
        val=d.x;
    case 'y'
        val=d.y;
    otherwise
        error([prop_name,'is not a valid list property']);
end 
%set.m
function d = set(d,varargin)  % 该函数的定义在后面的章节再详细讲解
argin=varargin;
while length(argin)>=2,
    prop=argin{1};
    val=argin{2};
    argin=argin(3:end);
    switch prop
        case 'x'
            d.x=val;
        case 'y'
            d.y=val;
        otherwise
            error('Asset properties:x,y');
    end
end 

%prod.m
function z=prod(d)
z=d.x*d.y;


(3)   在MATLAB命令行中进行如下操作:
cd E:MyProgrammatlab7chap4
d = list(11,22)
list class:
x=11
y=22
prod(d)
   ans =
242
d = set(d,'x',7);
get(d,'x')
ans =
7
prod(d)
ans =
154

下面对操作步骤中的细节加以详细解释。
1.   类的创建
创建一个新的类,首先需要在构造函数中用结果类型struct建立一个结构变量,包含所需要的成员变量。注意,这里不用考虑成员函数。然后用class命令将七转换成类,并返回。class明年的语法很简单:
类变量 = class(结构变量,'类名');
这里类名和构造函数名相同。程序中要创建这个类的新的变量时,只需调用其构造函数,返回的变量就属于这个类的了。当然,这里的list.m太过简单,没有任何变量检查,使用中还可以根据情况添加一些扩充功能。
2.   类成员变量的赋值
本例中,类的成员变量是在构造函数中赋值的。MATLAB中,类成员变量都是private的,必须在成员函数中访问,因此就不能箱struct那样,用d.x和d.y等形式访问其成员变量了。不过,这个问题不严重,编个专门的成员函数get就行了。另外,成员函数的调用有个跟普通的函数一样。注意在get和set函数中,成员变量是以字符串的形式指定的,要通过字符串比较的办法进行区分,然后对输出变量进行赋值。本例中的set函数支持同时对两个成员变量赋值,因此用到了不定长输入产生表varargin,例如:
d = set(d,'x',12) % 只对其中一个成员变量赋值
list class:
x=12
y=22
d = set(d,'x',23,'y',34) % 同时对两个成员变量赋值
list class:
x=23
y=34
3.   成员变量的显示
成员被变量display不是必须的,不过她可以显示类的有用信息。如果在命令行上输入一个类变量,不加分号就回车,这时其display函数就自动调用。在该函数中,可以显示任何与该类信息相关的信息,当然也可以是不相关的。
4.   工作目录
一个工作目录吓可以仿真多个类目录。通常可以把大程序按功能分开,用类重新组织起来,使程序更具有结构化,增强其可读性。

4.4.2 在类中引用方法

1.   实现方法函数
类的方法(class methods)是指M文件编写的以类的对象作为输入产生的函数。一个特定的类的方法通常要保存在这个类的目录中。如上一小节中 @list 的方法函数存储在 @list路径下。
对方法汗的调用方式和对普通函数的调用方式是相同的,其命令格式为:
[输出1,输出2,…] = 方法名称(对象名,参数1,参数2,…);
但是必须注意,方法函数中如果对类的成员变量进行了改变,就必须将改变后的类变量作为输出变量返回,否则在原工作空间中的类变量的成员变量不能得到更新。例如:
d = list(10,20);
set(d,'x',23,'y',34);
d
list class:
x=10
y=20
可以看到,调用set函数而不将返回结果重新赋值给d,着d的x和y两个成员变量仍然保持原来的数值。
2.   私有方法
私有方法是指只能被同类的其他方法所调用的方法,其对应的M文件存在类目录的private子目录下。例如,如果list类有私有方法,就应该将它们保存在@list/private目录下。私有方法的作用域子限于list这个类中,而不能够被MATLAB命令行调用,或者被上一层类的方法调用。
3.   辅助函数
在设计类的时候,有些工作需要由;一些特定的函数来完成,但这些函数并不一定直接对类的对象操作,这些函数通常被称为辅助函数(helper funtions)。辅助函数可以是类方法文件中的一个子函数,也可以是一个独立的私有函数。
4.   类方法的调用
在MATLAB中,可以采用与调试程序相同的命令对类方法进行调试,唯一不同的是对类方法的调试必须下命令行中添加类的路径。例如使用dbstop命令(停止调试)对display进行调试的时候,需要用如下的命令:
dbstop @list/display
当然,也可以在M文件编辑/调试器中直接设置断点进行调试。

4.4.3 类的继承和集成
MATLAB中的类对象可以集成其他类对象的属性,当一个子类从父类中继承了属性后,在子类中将包括父类的所有成员和方法,父类的方法也可以使用之类继承的法拉国防。继承的概念是面向对象编程中的一个重要特性,子类可以很方便的引用父类中已经定义的方法。类的继承由两种方式:简单继承和多重继承。类集成的概率有点类似于嵌套,是指类对象的域中包括另外一个对象的情形。
1.   简单继承
简单继承是指子类从一个父类继承属性,子类中也包括它自己的一些新的属性。对于父类的操作可以应用到子类上来,而对于子类中不属于父类的方法则不可以应用到父类上去。
通常可以使用class函数来实现类的继承。
子类对象名 = class(子类对象名,'子类类名',父类对象名);
2.   多重继承
多重继承是指子类从多于一个父类中继承属性。子类中包含所有从父类中继承来的属性,还包括它自己的属性。
3.   类的集成
类的集成是指一个类可以把另外的类作为自己的一个成员变量。被嵌入的类对象的方法函数值能通过外层对象的方法函数调用。

作者:不详 来源:网络
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