基于MATLAB的数据结构与算法线性表部分.ppt

基于MATLAB 数据结构与算法,延边大学 信息管理专业(13级) 崔基哲,MATLAB 类的定义 Class创建举例 用class创建双向链表,线性表部分的 MATLAB编程,类的建立：class,类的建立：class,1.1 类文件夹 当要创建一个类时，我们应该将确认类文件放在什么位置。 matlab为我们提供了两种方法： 1. 在matlab路径下创建一个文件夹，然后在文件夹中创建一个单独的自包含的类定义,2. 在matlab路径下，创建一个+类名的文件夹，在其中创建一个类，同时我们可以将类的定义分散在多个文件中，也即该文件夹下都是该类的定义；,和其他高级语言（java）类似，matlab还允许我们将这些类组织成包 包为packages 包文件夹的父文件夹必须在matlab路径下，但是包文件夹不必。 包文件夹以+开头，可以包含多个类定义或者其他的包。 一个包文件夹定义了一个新的命名空间，所以我们可以重用类名。 引用包中的类或者函数时需要包含包名称， 例如packagefld1.ClassNameA(), packagefld2.packageFunction()。,其他更多 Class Folders,更多细节可参考matlab帮助中的Class Folders部分（在搜索框中输入Class搜索）。,1.2 类定义 要创建一个类，matlab会自动帮我们生成一个类框架，一般如下： classdef (attribute1 = value,.) classname（ superclass_name） properties PropName end methods methodName end events EventName end end,Class的定义方法,类名必须要与文件名相同， 第一个括号中声明类的属性，类似于java中的public等关键词，更详细的解释可参考：Class Attributes。 第二个括号指明类是否需要继承父类，类似于java中的extends关键字或者C+中的：。 matlab支持多重继承，更详细的解释可参考：Creating Subclasses Syntax and Techniques。在实现链表的过程中，我们需要继承handle类。完整的一个类模块如下图：,完整的一个类模块如下图,关于classdef与handle,classdef是定义类名，后面的是表示继承，Matlab允许多重继承，继承自handle类，handle类定义了很多关于object的处理函数，例如addListener以及notify还有delete等对对象的函数，是一个抽象类,关于properties,properties类似于java或C+中的成员变量，我们也可以给其设定各种访问属性，更详细的解释可参考：Defining Properties。,关于Class中的methods,methods就是具体的函数实现。有很多种不同类型的函数，下面简要介绍： 普通函数（Ordinarymethods）。我们实现的大部分都是普通函数，它负责完成该类要完成的主要任务。 构造函数（Constructormethods）。和其他高级语言类似，也必须是类名，用来给属性赋值。唯一不同是它必须返回它创建的对象。更详细的解释可参考：Class Constructor Methods。 析构函数（Destructormethods）。名字必须是delete，用来释放空间。更详细的解释可参考：Handle Class Delete Methods。 属性访问函数（Propertyaccess methods）。类似于其他高级语言中的set、get函数。更详细的解释可参考：Controlling PropertyAccess。 静态函数（Staticmethods）。类似于其他高级语言中的静态函数，通过类对象进行访问。 转换函数（Conversionmethods）。是对其他类构造函数的重载，可以将自己定义类的对象转换成重载构造函数类的对象。更详细的解释可参考：Converting Objects to Another Class。 抽象函数（Abstractmethods）。无需解释，用来在子类中继承的函数,创建类的简单举例,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，他们各自有自己的数据，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。,举例：建立一个类,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。,举例：建立一个类,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。,举例：建立一个类,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。,举例：建立一个类,第一步： （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。,举例：建立一个类,第二步： （2） 编写5个成员函数的M文件保存在E:MyProgrammatlab7chap4list 目录下:,举例：建立一个类,第二步：函数list.m % 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);,举例：建立一个类,第二步：函数get.m % 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,举例：建立一个类,第二步：%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=argin1; val=argin2; argin=argin(3:end); switch prop case x d.x=val; case y d.y=val; otherwise error(Asset properties:x,y); end end,举例：建立一个类,第三步：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,举例：创建类,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。访问时编个专门的成员函数get就行了。另外，成员函数的调用跟普通的函数一样。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,在类中引用方法：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。,在类中的引用方法：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。,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。,定义类的好处,使用类（class）有很多好处，其中一个重要的好处便是解决变量名冲突和让函数、对象的结构清晰。class的static function可以在不定义类的实例直接调用类的成员函数，比如定义 classdef tools handle methods (Static = true) function a = test(b, c) a = b + c; end end end 然后可以直接通过 a = tools.test(b, c); 调用函数。,创建类:关于Access与Private,methods (Access = private) % Access by class members only function m = CalcModulus(td) % Over-simplified calculati