Вложенные функции

Что такое вложенные функции?

Вложенная функция - это функция, которая полностью содержится в родительской функции. Любая функция в файле программы может включать вложенную функцию.

Например, эта функция с именем parent содержит вложенную функцию с именем nestedfx:

function parent
disp('This is the parent function')
nestedfx

   function nestedfx
      disp('This is the nested function')
   end

end

Основное различие между вложенными функциями и другими типами функций заключается в том, что они могут обращаться к переменным, определенным в родительских функциях, и изменять их. В результате:

Вложенные функции могут использовать переменные, которые явно не передаются в качестве входных аргументов.
В родительской функции можно создать дескриптор вложенной функции, содержащий данные, необходимые для запуска вложенной функции.

Требования к вложенным функциям

Как правило, функции не требуют end заявление. Однако, чтобы вложить любую функцию в файл программы, все функции в этом файле должны использовать end заявление.
Нельзя определить вложенную функцию в любой из управляющих инструкций программы MATLAB ®, например if/elseif/else, switch/case, for, while, или try/catch.
Необходимо вызвать вложенную функцию либо непосредственно по имени (без использования feval) или с помощью дескриптора функции, созданного с помощью @ оператор (и не str2func).
Все переменные во вложенных функциях или функции, которые их содержат, должны быть явно определены. Таким образом, нельзя вызвать функцию или сценарий, присваивающий значения переменным, если только эти переменные не существуют в рабочей области функции. (Дополнительные сведения см. в разделе Устранение ошибки: попытка добавления переменной в статическую рабочую область.)

Совместное использование переменных родительскими и вложенными функциями

Как правило, переменные в одной рабочей области функции недоступны для других функций. Однако вложенные функции могут обращаться к переменным и изменять их в рабочих областях функций, которые их содержат.

Это означает, что вложенная функция и содержащая ее функция могут изменять одну и ту же переменную без передачи этой переменной в качестве аргумента. Например, в каждой из этих функций, main1 и main2, и основная функция, и вложенная функция могут обращаться к переменной x:

function main1
x = 5;
nestfun1

   function nestfun1 
     x = x + 1;
   end 

end

function main2
nestfun2

   function nestfun2
      x = 5;
   end 
   
x = x + 1;
end

Если родительские функции не используют заданную переменную, переменная остается локальной для вложенной функции. Например, в этой функции с именем main, две вложенные функции имеют свои собственные версии x которые не могут взаимодействовать друг с другом:

function main
   nestedfun1
   nestedfun2

   function nestedfun1
      x = 1;
   end

   function nestedfun2
      x = 2;
   end
end

Функции, возвращающие выходные аргументы, имеют переменные для выходных данных в рабочей области. Однако родительские функции имеют переменные для вывода вложенных функций только в том случае, если они явно запрашивают их. Например, эта функция parentfun не имеет переменной y в рабочей области:

function parentfun
x = 5;
nestfun;

   function y = nestfun
     y = x + 1;
   end 

end

Если изменить код следующим образом, переменная z находится в рабочем пространстве parentfun:

function parentfun
x = 5;
z = nestfun;

   function y = nestfun
     y = x + 1;
   end 

end

Использование дескрипторов для сохранения параметров функции

Вложенные функции могут использовать переменные из трех источников:

Входные аргументы
Переменные, определенные в вложенной функции
Переменные, определенные в родительской функции, также называемые переменными внешней области

При создании дескриптора функции для вложенной функции этот дескриптор сохраняет не только имя функции, но и значения переменных внешней области.

Например, создайте функцию в файле с именем makeParabola.m. Эта функция принимает несколько полиномиальных коэффициентов и возвращает дескриптор вложенной функции, которая вычисляет значение этого полинома.

function p = makeParabola(a,b,c)
p = @parabola;

   function y = parabola(x)
   y = a*x.^2 + b*x + c;
   end

end

makeParabola функция возвращает дескриптор parabola функция, включающая значения коэффициентов a, b, и c.

В командной строке вызовите makeParabola функция со значениями коэффициентов 1.3, .2, и 30. Использовать дескриптор возвращенной функции p для вычисления полинома в определенной точке:

p = makeParabola(1.3,.2,30);

X = 25;
Y = p(X)

Y =
  847.5000

Многие функции MATLAB принимают входы дескрипторов функций для оценки функций в диапазоне значений. Например, постройте график параболического уравнения из -25 кому +25:

fplot(p,[-25,25])

Можно создать несколько дескрипторов для parabola функция, каждая из которых использует различные полиномиальные коэффициенты:

firstp = makeParabola(0.8,1.6,32);
secondp = makeParabola(3,4,50);
range = [-25,25];

figure
hold on
fplot(firstp,range)
fplot(secondp,range,'r:')
hold off

Видимость вложенных функций

Каждая функция имеет определенную область действия, то есть набор других функций, для которых она видна. Доступна вложенная функция:

С уровня непосредственно над ним. (В следующем коде функция A может позвонить B или D, но не C или E.)
Из функции, вложенной на том же уровне в одну родительскую функцию. (Функция B может позвонить D, и D может позвонить B.)

Из функции на любом более низком уровне. (Функция C может позвонить B или D, но не E.)

function A(x, y)              % Main function
B(x,y)
D(y)

   function B(x,y)            % Nested in A
   C(x)
   D(y)

      function C(x)           % Nested in B
      D(x)
      end
   end

   function D(x)              % Nested in A
   E(x)

      function E(x)           % Nested in D
      disp(x)
      end
   end
end

Самый простой способ расширить область действия вложенной функции - создать дескриптор функции и вернуть его в качестве выходного аргумента, как показано в разделе Использование дескрипторов для хранения параметров функции. Дескриптор может быть создан только для функций, которые могут вызывать вложенную функцию.

Документация