在MATLAB中,一个函数可以调用其它函数,也可以调用自身(即递归调用)。
利用递归算法编写函数的典型例子是计算Fibonacci数列。
M-函数文件:
function a = my_fibo(k)if k == 1 || k == 2
a = 1;
else
a = my_fibo(k-1) + my_fibo(k-2);
end
将这个文件写入M-文件编辑器并以名称“my_fibom”保存,然后就可以调用:
>> my_fibo(26)ans =
121393
递归算法是解决某一类问题的有效方法,但不宜滥用,因为它的运算速度往往很慢。例如
>> tic, n= my_fibo(26) ,tocn =
121393
elapsed_time =
1468
但如果用一般的循环语句来求解这个问题:
>> tic,n=[1,1];for k=3:100,n(k)=n(k-1)+n(k-2);end,toc,n(26)elapsed_time =
0
ans =
121393
速度差别是非常明显。
inshow主要用于调用图像索引,比如:
imshow(X,map)
其功能等同于:
image(X)
colormap(map)
但是,inshow的功能要强大一些,比如用于灰度图像,RGB图像,二进制图像,都可以应用。imagesc属于图像缩放函数具体说一些例子:
要显示一副灰度图像,可以调用函数 imshow 或 imagesc (即
imagescale,图像缩放函数) (1) imshow 函数显示灰度图像
使用 imshow(I) 或 使用明确指定的灰度级书目:imshow(I,32)
由于Matlab自动对灰度图像进行标度以适合调色板的范围,因而可以使用自定义
大小的调色板。其调用格式如下:
imshow(I,[low,high])
其中,low 和 high 分别为数据数组的最小值和最大值。 (2) imagesc 函数显示灰度图像
下面的代码是具有两个输入参数的 imagesc 函数显示一副灰度图像
imagesc(1,[0,1]);
colormap(gray);
imagesc 函数中的第二个参数确定灰度范围。灰度范围中的第一个值(通常是0),
对应于颜色映象表中的第一个值(颜色),第二个值(通常是1)则对应与颜色映象表
中的最后一个值(颜色)。灰度范围中间的值则线型对应与颜色映象表中剩余的值(颜色)。 在调用 imagesc 函数时,若只使用一个参数,可以用任意灰度范围显示图像。在该
调用方式下,数据矩阵中的最小值对应于颜色映象表中的第一个颜色值,数据矩阵中的最大
值对应于颜色映象表中的最后一个颜色值。53 RGB 图像及其显示
(1) image(RGB)
不管RGB图像的类型是double浮点型,还是 uint8 或 uint16 无符号整数型,Matlab都
能通过 image 函数将其正确显示出来。 RGB8 = uint8(round(RGB64×255)); % 将 double 浮点型转换为 uint8 无符号整型
RGB64 = double(RGB8)/255; % 将 uint8 无符号整型转换为 double 浮点型
RGB16 = uint16(round(RGB64×65535)); % 将 double 浮点型转换为 uint16 无符号整型
RGB64 = double(RGB16)/65535; % 将 uint16 无符号整型转换为 double 浮点型 (2) imshow(RGB) 参数是一个 m×n×3 的数组54 二进制图像及其显示 (1) imshow(BW)
在 Matlab 70 中,二进制图像是一个逻辑类,仅包括 0 和 1 两个数值。像素 0 显示
为黑色,像素 1 显示为白色。
显示时,也可通过NOT(~)命令,对二进制图象进行取反,使数值 0 显示为白色;1 显示
为黑色。
例如: imshow(~BW) (2) 此外,还可以使用一个调色板显示一副二进制图像。如果图形是 uint8 数据类型,
则数值 0 显示为调色板的第一个颜色,数值 1 显示为第二个颜色。
例如: imshow(BW,[1 0 0;0 0 1])
通过把耗时长的函数用c语言实现,并编译成mex函数可以加快执行速度。Matlab本身是不带c语言的编译器的,所以要求你的机器上已经安装有VC,BC或Watcom
C中的一种。如果你在安装Matlab时已经设置过编译器,那么现在你应该就可以使用mex命令来编译c语言的程序了。如果当时没有选,就在Matlab里键入mex
-setup,下面只要根据提示一步步设置就可以了。需要注意的是,较低版本的在设置编译器路径时,只能使用路径名称的8字符形式。比如我用的VC装在路径C:\PROGRAM
FILES\DEVSTUDIO下,那在设置路径时就要写成:“C:\PROGRA~1”这样设置完之后,mex就可以执行了。为了测试你的路径设置正确与否,把下面的程序存为helloc。
/helloc/
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
mexPrintf("hello,world!\n");
}
假设你把helloc放在了C:\TEST\下,在Matlab里用CD
C:\TEST\
将当前目录改为C:\
TEST\(注意,仅将C:\TEST\加入搜索路径是没有用的)。现在敲:
mex
helloc
如果一切顺利,编译应该在出现编译器提示信息后正常退出。如果你已将C:\TEST\加
入了搜索路径,现在键入hello,程序会在屏幕上打出一行:
hello,world!
看看C\TEST\目录下,你会发现多了一个文件:HELLODLL。这样,第一个mex函数就算完成了。分析helloc,可以看到程序的结构是十分简单的,整个程序由一个接口子过程
mexFunction构成。
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
前面提到过,Matlab的mex函数有一定的接口规范,就是指这
nlhs:输出参数数目
plhs:指向输出参数的指针
nrhs:输入参数数目
例如,使用
[a,b]=test(c,d,e)
调用mex函数test时,传给test的这四个参数分别是
2,plhs,3,prhs
其中:
prhs[0]=c
prhs[1]=d
prhs[2]=e
当函数返回时,将会把你放在plhs[0],plhs[1]里的地址赋给a和b,达到返回数据的目的。
细心的你也许已经注意到,prhs[i]和plhs[i]都是指向类型mxArray类型数据的指针。
这个类型是在mexh中定义的,事实上,在Matlab里大多数数据都是以这种类型存在。当然还有其他的数据类型,可以参考Apiguidepdf里的介绍。
为了让大家能更直观地了解参数传递的过程,我们把helloc改写一下,使它能根据输
入参数的变化给出不同的屏幕输出:
//helloc
20
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
int
i;
i=mxGetScalar(prhs[0]);
if(i==1)
mexPrintf("hello,world!\n");
else
mexPrintf("大家好!\n");
}
将这个程序编译通过后,执行hello(1),屏幕上会打出:
hello,world!
而hello(0)将会得到:
大家好!
现在,程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里,除了用到了屏幕输出函数mexPrintf(用法跟c里的printf函数几乎完全一样)外,还用到了一个函数:mxGetScalar,调用方式如下:
i=mxGetScalar(prhs[0]);
"Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的,mxGetScalar的作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据(标量)赋给C程序里的变量。这个变量本来应该是double类型的,通过强制类型转换赋给了整形变量i。既然有标量,显然还应该有矢量,否则矩阵就没法传了。看下面的程序:
//helloc
21
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
int
i;
i=mxGetPr(prhs[0]);
if(i[0]==1)
mexPrintf("hello,world!\n");
else
mexPrintf("大家好!\n");
}
这样,就通过mxGetPr函数从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的指针。
但是,还有个问题,如果输入的不是单个的数据,而是向量或矩阵,那该怎么处理呢
?通过mxGetPr只能得到指向这个矩阵的指针,如果我们不知道这个矩阵的确切大小,就
没法对它进行计算。
为了解决这个问题,Matlab提供了两个函数mxGetM和mxGetN来获得传进来参数的行数
和列数。下面例程的功能很简单,就是获得输入的矩阵,把它在屏幕上显示出来:
//showc
10
#include
"mexh"
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
double
data;
int
M,N;
int
i,j;
data=mxGetPr(prhs[0]);
//获得指向矩阵的指针
M=mxGetM(prhs[0]);
//获得矩阵的行数
N=mxGetN(prhs[0]);
//获得矩阵的列数
for(i=0;i<M;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
mexPrintf("%43f
",data[jM+i]);
mexPrintf("\n");
}
}
编译完成后,用下面的命令测试一下:
a=1:10;
b=[a;a+1];
show(a)
show(b)
需要注意的是,在Matlab里,矩阵第一行是从1开始的,而在C语言中,第一行的序数为零,Matlab里的矩阵元素b(i,j)在传递到C中的一维数组大data后对应于data[jM+i]
。
输入数据是在函数调用之前已经在Matlab里申请了内存的,由于mex函数与Matlab共用同一个地址空间,因而在prhs[]里传递指针就可以达到参数传递的目的。但是,输出参数却需要在mex函数内申请到内存空间,才能将指针放在plhs[]中传递出去。由于返回指针类型必须是mxArray,所以Matlab专门提供了一个函数:mxCreateDoubleMatrix来实现内存的申请,函数原型如下:
mxArray
mxCreateDoubleMatrix(int
m,
int
n,
mxComplexity
ComplexFlag)
m:待申请矩阵的行数
n:待申请矩阵的列数
为矩阵申请内存后,得到的是mxArray类型的指针,就可以放在plhs[]里传递回去了。但是对这个新矩阵的处理,却要在函数内完成,这时就需要用到前面介绍的mxGetPr。使用
mxGetPr获得指向这个矩阵中数据区的指针(double类型)后,就可以对这个矩阵进行各种 *** 作和运算了。下面的程序是在上面的showc的基础上稍作改变得到的,功能是将输
//reversec
10
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
double
inData;
double
outData;
int
M,N;
int
i,j;
inData=mxGetPr(prhs[0]);
M=mxGetM(prhs[0]);
N=mxGetN(prhs[0]);
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL);
outData=mxGetPr(plhs[0]);
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
outData[jM+i]=inData[(N-1-j)M+i];
}
当然,Matlab里使用到的并不是只有double类型这一种矩阵,还有字符串类型、稀疏矩阵、结构类型矩阵等等,并提供了相应的处理函数。本文用到编制mex程序中最经常遇到的一些函数,其余的详细情况清参考Apirefpdf。
通过前面两部分的介绍,大家对参数的输入和输出方法应该有了基本的了解。具备了这些知识,就能够满足一般的编程需要了。但这些程序还有些小的缺陷,以前面介绍的re由于前面的例程中没有对输入、输出参数的数目及类型进行检查,导致程序的容错性很差,以下程序则容错性较好
#include
"mexh"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
prhs[])
{
double
inData;
double
outData;
int
M,N;
//异常处理
//异常处理
if(nrhs!=1)
mexErrMsgTxt("USAGE:
b=reverse(a)\n");
if(!mxIsDouble(prhs[0]))
mexErrMsgTxt("the
Input
Matrix
must
be
double!\n");
inData=mxGetPr(prhs[0]);
M=mxGetM(prhs[0]);
N=mxGetN(prhs[0]);
plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL);
outData=mxGetPr(plhs[0]);
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
outData[jM+i]=inData[(N-1-j)M+i];
}
在上面的异常处理中,使用了两个新的函数:mexErrMsgTxt和mxIsDouble。MexErrMsgTxt在给出出错提示的同时退出当前程序的运行。MxIsDouble则用于判断mxArray中的数据是否double类型。当然Matlab还提供了许多用于判断其他数据类型的函数,这里不加详述。
需要说明的是,Matlab提供的API中,函数前缀有mex-和mx-两种。带mx-前缀的大多是对mxArray数据进行 *** 作的函数,如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等等。而带mx前缀的则大多是与Matlab环境进行交互的函数,如mexPrintf,mxErrMsgTxt等等。了解了这一点,对在Apirefpdf中查找所需的函数很有帮助。
至此为止,使用C编写mex函数的基本过程已经介绍完了。
MATLAB默认的工作目录为安装目录下的work目录中,所以你编写的自定义函数都要放在work目录中,并且,MATLAB调用函数不是以函数名为标志,而是以自定义函数保存的文件名标志,鉴于此,你可以把函数文件保存为函数名以方便识别和调用。
function m
f=@(x) x^2;
y(f,3);
function y(f,x)
disp(num2str(f(x)));
end
end
复制代码
函数调用另一个函数的时候,把另一个函数名作为参数变量直接传递就好。
如代码中,函数y调用函数f,把f作为参数传递进去。
matlab怎么调用function函数:
第一步打开matlab,点击新建->函数
第二步默认创建了一个名为Untitled2函数,其中output_args是代表函数返回的结果,input_args代表函数输入的参数
第三步输入“function[m]=test_data(n)m=n+1;end”,这里将函数名称改为test_data,输入参数n,返回结果m,m是n+1的计算结果
第四步按ctrl+s键进行保存test_data函数,选择函数保存的路径,这里选择在当前文件夹中,可以看到已经保存成功了
第五步保存好函数之后,我们可以来调用函数了,在命令行窗口中输入test_data(10),按回车键返回结果11,需要注意的是函数调用的时候,都在同一文件夹下。
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