01

定義類

1.1 一個(gè)最簡(jiǎn)單的類

使用classdef ... end語(yǔ)句塊來(lái)標(biāo)識(shí)一段類的定義，這一點(diǎn)和MATLAB其他代碼塊的語(yǔ)法風(fēng)格是類似的，如定義函數(shù)的function ... end、定義循環(huán)的for ... end等等。要注意類定義文件的文件名要保持和類名一致，否則MATLAB在運(yùn)行時(shí)會(huì)按照類定義文件名作為可被識(shí)別的標(biāo)識(shí)符。

如下面這個(gè)示例中，定義了Student類，以及它的屬性和方法。這個(gè)實(shí)例展示了定義類的最簡(jiǎn)單的方法，MATLAB還提供了很多高級(jí)的類特性定義方法，接下來(lái)的章節(jié)會(huì)逐一介紹。

1.2 類文件組織

對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單類來(lái)說(shuō)，所有的方法實(shí)現(xiàn)可以放在同一個(gè)類文件中。但是隨著類實(shí)現(xiàn)的功能逐漸龐大，就可以把某一個(gè)類方法的實(shí)現(xiàn)單獨(dú)放在一個(gè)類方法文件中，和類定義文件一起放在以<@類名>的類文件夾下。同時(shí)，通過(guò)把類文件或者普通函數(shù)文件放在以<+包名>的包文件夾下，可以讓類有獨(dú)立的名稱空間。使用包文件夾中的類或者函數(shù)時(shí)，必須加入包名和點(diǎn)操作符修飾（包括包內(nèi)的類在使用包中其他類時(shí)也要使用包名修飾，不會(huì)因?yàn)樵谕粋€(gè)包內(nèi)就能搜索到）。

02

類屬性

2.1 屬性特性

通過(guò)屬性特性來(lái)約束屬性的行為，語(yǔ)法是在屬性關(guān)鍵字之后添加小括號(hào)括起的鍵值對(duì)。常用的屬性特性有Access、Constant、GetAccess、SetAccess等。當(dāng)用戶不指定屬性特性時(shí)，它們有各自的默認(rèn)值，如Access默認(rèn)就是public。

2.2 屬性驗(yàn)證

MATLAB是一種弱類型的語(yǔ)言，一般情況下MATLAB會(huì)做自動(dòng)類型推斷。MATLAB提供了很多方式來(lái)驗(yàn)證屬性滿足用戶的某種需求，如必須是string類型、必須滿足一定的維度要求、必須大于某一數(shù)值等。這些都是通過(guò)類的屬性驗(yàn)證語(yǔ)法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

這里額外提一下屬性驗(yàn)證函數(shù)，除了自帶的一些屬性驗(yàn)證函數(shù)（如mustBePositive、mustBeGreaterThan、mustBeNumeric）等，還允許用戶自定義屬性驗(yàn)證函數(shù)，這些屬性驗(yàn)證函數(shù)放在和類定義的語(yǔ)句之后。

03

類方法

3.1 方法調(diào)用

和C++不同的是，MATLAB沒(méi)有傳遞給類方法的隱藏類對(duì)象，如this指針，必須將類的對(duì)象顯式傳遞給方法。對(duì)于普通方法，通常第一個(gè)參數(shù)用于傳遞類對(duì)象，也通常寫作obj。這一點(diǎn)和python的__init__(self, ...)很像。調(diào)用方法時(shí)，可以使用函數(shù)式或者點(diǎn)操作符，這里我認(rèn)為函數(shù)式調(diào)用方法是MATLAB的特色。函數(shù)式調(diào)用方法時(shí)，會(huì)涉及到對(duì)象匹配的優(yōu)先級(jí)判定，因?yàn)椴煌膶?duì)象可能會(huì)存在同名的方法，由MATLAB的內(nèi)部機(jī)制決定執(zhí)行哪個(gè)類對(duì)象的方法。

** 3.2 方法特性**

和屬性特性一樣，也可以對(duì)方法指定不同的特性。常用的特性參數(shù)如Access、Static。這里特別提一下Static參數(shù)，當(dāng)Static = true時(shí)，方法為靜態(tài)方法，不需要使用類對(duì)象的任何屬性參數(shù)。靜態(tài)方法通常作為實(shí)現(xiàn)類的功能函數(shù)存在。類似的函數(shù)還有類相關(guān)函數(shù)，即放在同文件下，類定義之后的局部函數(shù)。

注意這里grow方法返回了對(duì)象本身，這是因?yàn)槿绻薷牧祟悓?duì)象的屬性，需要返回對(duì)象本身才能體現(xiàn)修改。猜測(cè)這是因?yàn)镸ATLAB的函數(shù)是按值傳遞的特性造成的，因此修改對(duì)象后必須返回對(duì)象的副本。如果對(duì)象繼承自handle類，那么可以避免這一步，handle類是按引用傳遞的。

3.3 函數(shù)重載

重載 MATLAB 函數(shù)的方法是定義一個(gè)與要重載的函數(shù)同名的類方法。在類實(shí)例中調(diào)用該函數(shù)時(shí)，MATLAB 會(huì)調(diào)度該類方法。還可以通過(guò)用適當(dāng)?shù)拿Q定義類方法來(lái)重載 MATLAB 算術(shù)、邏輯、關(guān)系和索引運(yùn)算符。這些運(yùn)算符有對(duì)應(yīng)的特殊函數(shù)名，如運(yùn)算符 + 對(duì)應(yīng)的內(nèi)建函數(shù)就是plus。

3.4 構(gòu)造函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的類方法，和類同名，且必須放在類定義文件中，不可以放在單獨(dú)的文件中?？梢栽跇?gòu)造函數(shù)中使用其他函數(shù)一起完成構(gòu)造。

3.5 創(chuàng)造對(duì)象數(shù)組

MATLAB類對(duì)象支持定義數(shù)組特性。在C++中，需要定義一個(gè)對(duì)象數(shù)組來(lái)保存各個(gè)對(duì)象的指針，但是MATLAB類對(duì)象本身就支持多維特性。通過(guò)在構(gòu)造時(shí)指定對(duì)象的維度，可以返回多維的對(duì)象數(shù)組。

這里需要注意的是，使用obj(m, n) = obj的語(yǔ)法時(shí)，已經(jīng)改變了對(duì)象的維度屬性，因此必須返回新的obj對(duì)象，哪怕繼承了handle類。這一點(diǎn)在構(gòu)造函數(shù)使用了其他輔助函數(shù)時(shí)特別容易忽視和犯錯(cuò)。

04

總結(jié)

MATLAB面向?qū)ο?a target="_blank">編程為組織大型工程提供了基礎(chǔ)，同時(shí)它的OOP特性和其他語(yǔ)言也有所不同