嵌套函数是否存在必须指定输入参数或函数返回值的例子

winner245 · 发表于 2013-9-17 03:22:50

本帖最后由 winner245 于 2013-9-17 08:16 编辑

众所周知，嵌套函数（nested function）可以访问其父函数（凡是包含了该嵌套函数定义的所有上层函数）里的所有变量，父函数可以通过逐层调用嵌套函数来获取嵌套函数任何变量。这是否意味着：

1. 我们没有必要给嵌套函数任何输入参数
2. 我们没有必要让嵌套函数返回任何变量

如果以上2个论述是错误的，最好能举一个必须为嵌套函数使用输入参数或返回值的例子（也就是说，除了使用输入参数或返回值，别无他法）

rocwoods · 发表于 2013-9-17 09:48:50

我觉得嵌套函数最重要的在于参数共享和传递，是对全局变量的一种改进，变量声明为全局，那么它的作用域就太大了。嵌套函数提供了一种认为限定变量作用域范围的方式。

taohe · 发表于 2013-9-17 16:41:15

对于lz的两个论述，我的理解是这样的：
有关嵌套函数的输入、输出参数，在大多数情况下是对的，也就是说嵌套函数不需要输入、输出参数，但是有一种情况你可能需要，那就是如果该父函数把指向该嵌套函数的句柄返回给调用函数，这种情况下你可能需要额外的输入参数，请参见matlab文档关于嵌套函数的makeParabola例子。

另外，可能和编程习惯有关，有些人可能倾向于给嵌套函数设定输入、输出参数，这样有利于明确变量的作用域。清晰的变量作用域范围有助于维护大型程序。

qibbxxt · 发表于 2013-9-17 17:01:05

我觉得嵌套函数给变量共享提供了一种方式，至于输入变量和输出变量是否要设定，要根据具体的情况而定，如果该变量在嵌套函数外部需要使用的话，那就不必设为输入或者输出变量，让其共享便可以，如果该变量只在嵌套函数内部使用的话，那就没有必要共享，而作为输入变量或者输出变量

ls关于外部函数调用子函数的时候，需要用句柄传递的例子，是不是和lz所说的情况不一致？lz说的是内嵌的函数是否需要设置输入和输出，ls说的是父函数需要设置输入和输出吧

不知道我的理解是否正确，希望指正

winner245 · 发表于 2013-9-18 02:47:48

本帖最后由 winner245 于 2013-9-18 03:08 编辑

taohe 发表于 2013-9-17 16:41
对于lz的两个论述，我的理解是这样的：
有关嵌套函数的输入、输出参数，在大多数情况下是对的，也就是说嵌 ...

我查阅了一下你提到的这个例子。函数定义是：

function countfcn = makecounter(initvalue)
%MAKECOUNTER Used by NESTEDDEMO.
% This function returns a handle to a customized nested function 'getCounter'.
% initvalue specifies the initial value of the counter whose's handle is returned.
% Copyright 1984-2004 The MathWorks, Inc.
% $Revision: 1.1.6.2 $ $Date: 2004/03/02 21:46:55 $
currentCount = initvalue; % Initial value
countfcn = @getCounter; % Return handle to getCounter
function count = getCounter
% This function increments the variable 'currentCount', when it
% gets called (using its function handle) .
currentCount = currentCount + 1;
count = currentCount;
end
end

复制代码

你说的是 makecounter 函数要返回其内部嵌套函数 getCounter 的函数句柄 @getCounter 吧？假如 makecounter 函数只是想把 @getCounter 返回给其上层函数的话，即使这里 makecounter 函数定义没有返回值 countfcn，我觉得也是没有问题的，只要 makecounter 函数定义里有 countfcn = @getCounter; 这一句，这样，得到的变量 countfcn 就可以被其（直系）上层函数共享。比如，下面的例子里我将不带返回值的makecounter函数（去掉多余的help信息）嵌套在主函数main里，我让main调用makecounter后，看我能否得到getCounter 的函数句柄：

function main
clear all
close all
clc
makecounter(1);
countfcn
function makecounter(initvalue) % 注意：此处 makecounter 函数定义并没有返回值
currentCount = initvalue; % Initial value
countfcn = @getCounter; % Return handle to getCounter
function count = getCounter
currentCount = currentCount + 1;
count = currentCount;
end
end
end

复制代码

运行后结果为：
countfcn =

@main/makecounter/getCounter

说明即使 makecounter 函数不带返回值，它可以向其父函数 main 返回其嵌套函数getCounter的函数句柄。

还有一种情况是：函数 M 并非是 makecounter 直系父函数（main），而是 main 的一个兄弟函数，即 M 和 main 都被嵌套在一个共同的函数 C 里（这里的直系和兄弟的说法参考自吴兄的书）。很显然，M 是可以调用 makecounter 的，但是并不能与 makecounter 共享变量。尽管如此，M 也可以通过父函数 C 间接地访问 makecounter 里的变量，进而访问makecounter 的嵌套函数getCounter。做法是，C 在调用 M 之前，先调用了 main，main 里又调用了 makecounter，makecounter 里获取了函数句柄 @getCounter。所以，最终 @getCounter 可以被传回 C 里。此时，C 再调用 M，M即可自由从 C 里获取 @getCounter 了。即 @getCounter 了经历了从 makecounter -----> main -----> C -----> M 的传递。这个调用如下：

function C
clear all
close all
clc
main;
M;
countfcn;
function main
makecounter(1);
countfcn;
function makecounter(initvalue)
currentCount = initvalue; % Initial value
countfcn = @getCounter; % Return handle to getCounter
function count = getCounter
currentCount = currentCount + 1;
count = currentCount;
end
end
end
function M
countfcn
end
end

复制代码

结果是

countfcn =

@C/main/makecounter/getCounter

taohe · 发表于 2013-9-18 05:04:05

我提到的是关于嵌套函数的文档中的makeParabola例子，下面是链接：

_http://www.mathworks.co.uk/help/ ... sted-functions.html

winner245 · 发表于 2013-9-18 09:49:15

taohe 发表于 2013-9-18 05:04
我提到的是关于嵌套函数的文档中的makeParabola例子，下面是链接：

_http://www.mathworks.co.uk/help/mat ...

嗯，不好意思，我找错了例子。我刚看了一下 makeParabola 的例子，这个例子里虽然需要嵌套函数返回的函数句柄，同时父函数向嵌套函数提供输入参数，但是，实际上，这些函数返回值和输入参数也都可以避免，只要按照嵌套函数变量共享的原则，通过我楼上描述的逐层调用的办法，也可以在没有任何函数参数和返回值的情况下等效实现makeParabola 的功能。

首先，先说一下原始的 makeParabola 的例子，我都将 makeParabola 放在主函数 main 里考虑，这样无需在command window里输入调用了。

1. 原始的 makeParabola 例子

function main
p = makeParabola(1.3,.2,30);
x = [-25,25];
Y = p(x)
function p = makeParabola(a,b,c)
p = @parabola;
function y = parabola(x)
y = a*x.^2 + b*x + c;
end
end
end

复制代码

结果为：

Y =

837.5000 847.5000

2. 去掉上面原始例子里的嵌套函数返回值和参数后的实现方法

function main
a = 1.3; b = 0.2; c = 30; x = [-25,25];
makeParabola;
Y = y1
function makeParabola
parabola;
y1 = y;
function parabola
y = a*x.^2 + b*x + c;
end
end
end

复制代码

结果为：
Y =

837.5000 847.5000

可以看到，第2种方法既无输入参数，也无函数返回值，但却实现了第1种方法一样的功能。只不过，不得不承认的是，对于这类需要返回函数句柄，并且期望给嵌套函数函数参数的情形，还是有参数和返回值更容易实现。因为第2种方法为了共享变量，只能通过父函数逐层调用实现

qibbxxt · 发表于 2013-9-18 11:07:50

在亨塞尔曼的书中这样写道：函数句柄的另一个重要特性是它们可以用来标识子函数，私有函数和嵌套函数，一般情况下，这些函数对于用户来说是“隐藏”的，这些标识对于用户正确使用这些函数非常有用。
个人认为：在这样用法中，最好给嵌套函数带上必要的输入参数和输出参数，为了避免不用输入参数和输出参数，而带来一些复杂的操作，就没有必要了。
当然，lz的题目很明确，是否存在必须使用输入和输出参数的例子。
这个问题要看你怎么理解：如果要利用函数句柄来标识嵌套函数，那么就必要带输入和输出参数，就像taohe兄给出的例子一样，虽然lz给出一个不带参数的例子，但是这个例子没有将嵌套函数标识出来到基本的空间中，不能被其他函数调用，而是标识到了另外一个函数文件中
以上仅仅是个人的理解，希望指正

qibbxxt · 发表于 2013-9-18 16:41:00

我根据自己的理解，给出一个例子吧，原来的程序来自网络，嵌套的是自己修改的
不用嵌套函数的例子

function [] = GUI_16()
% Demonstrate display & change a slider's position & limits with edit boxes
% This is an extension of GUI_13. Slide the slider and it's position will
% be shown in the editbox. Enter a valid number in the editbox and the
% slider will be moved to that position. If the number entered is outside
% the range of the slider, the number will be reset. The range of the
% slider will be shown in two editboxes on either side of the slider. The
% user may change the range of the slider, as long as valid entries are
% made.
%
% Suggested exercise: Notice that any number (>min) is acceptable for the
% max range number, and that when max is chosen such that max < value,
% value is set equal to max. Modify the code to restrict max>=value. Do
% similarly for the min.
%
%
% Author: Matt Fig
% Date: 7/15/2009
S.fh = figure('units','pixels',...
'position',[300 300 390 100],...
'menubar','none',...
'name','GUI_16',...
'numbertitle','off',...
'resize','off');
S.sl = uicontrol('style','slide',...
'unit','pix',...
'position',[60 10 270 30],...
'min',1,'max',100,'val',50);
S.ed(1) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[10 10 40 30],...
'fontsize',12,...
'string','1'); % Displays the min.
S.ed(2) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[60 50 270 30],...
'fontsize',16,...
'string','50'); % Displays the value.
S.ed(3) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[340 10 40 30],...
'fontsize',12,...
'string','100'); % Displays the max.
set([S.ed(:);S.sl],'call',{@sl_call,S}); % Shared Callback.
function [] = sl_call(varargin)
% Callback for the edit box and slider.
[h,S] = varargin{[1,3]}; % Get calling handle and structure.
SL = get(S.sl,{'min','value','max'}); % Get the slider's info.
E = str2double(get(h,'string')); % Numerical edit string.
switch h % Who called?
case S.ed(1)
if E <= SL{2}
set(S.sl,'min',E) % E is less than current value.
elseif E < SL{3}
set(S.sl,'val',E,'min',E) % E is less than max value.
set(S.ed(2),'string',E) % Set the current display.
else
set(h,'string',SL{1}) % Reset the value.
end
case S.ed(2)
if E >= SL{1} && E <= SL{3}
set(S.sl,'value',E) % E falls within range of slider.
else
set(h,'string',SL{2}) % User tried to set slider out of range.
end
case S.ed(3)
if E >= SL{2}
set(S.sl,'max',E) % E is less than current value.
elseif E > SL{1}
set(S.sl,'val',E,'max',E) % E is less than max value.
set(S.ed(2),'string',E) % Set the current display.
else
set(h,'string',SL{3}) % Reset the value.
end
case S.sl
set(S.ed(2),'string',SL{2}) % Set edit to current slider.
otherwise
% Do nothing
end

复制代码

用嵌套函数的例子

function [] = GUI_16()
% Demonstrate display & change a slider's position & limits with edit boxes
% This is an extension of GUI_13. Slide the slider and it's position will
% be shown in the editbox. Enter a valid number in the editbox and the
% slider will be moved to that position. If the number entered is outside
% the range of the slider, the number will be reset. The range of the
% slider will be shown in two editboxes on either side of the slider. The
% user may change the range of the slider, as long as valid entries are
% made.
%
% Suggested exercise: Notice that any number (>min) is acceptable for the
% max range number, and that when max is chosen such that max < value,
% value is set equal to max. Modify the code to restrict max>=value. Do
% similarly for the min.
%
%
% Author: Matt Fig
% Date: 7/15/2009
S.fh = figure('units','pixels',...
'position',[300 300 390 100],...
'menubar','none',...
'name','GUI_16',...
'numbertitle','off',...
'resize','off');
S.sl = uicontrol('style','slide',...
'unit','pix',...
'position',[60 10 270 30],...
'min',1,'max',100,'val',50);
S.ed(1) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[10 10 40 30],...
'fontsize',12,...
'string','1'); % Displays the min.
S.ed(2) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[60 50 270 30],...
'fontsize',16,...
'string','50'); % Displays the value.
S.ed(3) = uicontrol('style','edit',...
'unit','pix',...
'position',[340 10 40 30],...
'fontsize',12,...
'string','100'); % Displays the max.
set([S.ed(:);S.sl],'call',@sl_call); % Shared Callback.
function [] = sl_call(h,~)
% Callback for the edit box and slider.
% [h,S] = varargin{[1,3]}; % Get calling handle and structure.
SL = get(S.sl,{'min','value','max'}); % Get the slider's info.
E = str2double(get(h,'string')); % Numerical edit string.
switch h % Who called?
case S.ed(1)
if E <= SL{2}
set(S.sl,'min',E) % E is less than current value.
elseif E < SL{3}
set(S.sl,'val',E,'min',E) % E is less than max value.
set(S.ed(2),'string',E) % Set the current display.
else
set(h,'string',SL{1}) % Reset the value.
end
case S.ed(2)
if E >= SL{1} && E <= SL{3}
set(S.sl,'value',E) % E falls within range of slider.
else
set(h,'string',SL{2}) % User tried to set slider out of range.
end
case S.ed(3)
if E >= SL{2}
set(S.sl,'max',E) % E is less than current value.
elseif E > SL{1}
set(S.sl,'val',E,'max',E) % E is less than max value.
set(S.ed(2),'string',E) % Set the current display.
else
set(h,'string',SL{3}) % Reset the value.
end
case S.sl
set(S.ed(2),'string',SL{2}) % Set edit to current slider.
otherwise
% Do nothing
end
end
end

复制代码

winner245 · 发表于 2013-9-18 20:12:14

qibbxxt 发表于 2013-9-18 11:07
在亨塞尔曼的书中这样写道：函数句柄的另一个重要特性是它们可以用来标识子函数，私有函数和嵌套函数，一般 ...

嗯，同意你的看法 ”为了避免不用输入参数和输出参数，而带来一些复杂的操作，就没有必要了“。确实，如我上面的例子，一味地利用共享变量确实可以避免参数和返回值，却让嵌套函数使用变得更麻烦了，这个是不可取的。实际中，应该根据情况，灵活决定是使用共享变量还是使用参数和返回值

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