在Matlab中將多個相似函數集成到一個函數中

Question

我有兩個Matlab函數f=fun1(x)和f=fun2(x,y)，它們非常相似，我想將它們集成到一個函數f=fun(x,y)中。

對於第一函數I有

function f=fun1(x) 

N=1000; % Some large number. 

for j=1:N 
    f=x^2; 
end 

和用於第二功能

function f=fun2(x,y) 

N=1000; % Some large number. 

for j=1:N 
    f=x^2; 
    f=f+y; 
end 

。所以實際上fun1是fun2的子功能。我想構建一個功能f=fun(x,y,method_number)像

function f=fun(x,y,method_number) 

N=1000; % Some large number. 

for j=1:N 
    f=x^2; % If method_number==1 run only this command.... 
    f=f+y; % If method_number==2 run also this command. 
end 

這只是一個我想解決這個問題的短簡化例子。我真正的問題是我有三個長函數f=fun1(x,y,z),f=fun2(x,y)和f=fun3(x)有幾個相似之處，其中fun3是fun2的子函數，fun2是fun1的子函數，其功能與上面相同。我不相信使用switch-case或if-else無處不在是一個選項，因爲N可能會非常大，這將是低效的。此外，它會完全破壞代碼的佈局。

Answer 1

在你的情況下，你的每個函數似乎都有不同數量的輸入參數。如果是這種情況，matlab函數nargin可以檢測到，你不必另外指定method參數。

例如：

function f = fun(x,y,z) 

switch nargin 
    case 1 
     f = x.^2;   %// run only if ONE argument was specified 

    case 2 
     f = fun(x) + y;  %// run only if TWO arguments were specified 

    case 3 
     f = fun(x,y) ./ z ; %// run only if THREE arguments were specified 

    otherwise 
     disp('Houston, we have a problem !!') ; %// run if NO or more than 3 arguments were specified 
end 

你可以叫f有一個說法，兩個或三個不麻煩，MATLAB將只執行相應參數的適當數量的功能。

該函數在傳遞3個參數時可以調用自身來計算帶有2個參數的零件（可以調用自身來計算第一個參數中的零件）。

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案例二：如果遞歸實在無法取出循環，經典if ... then將工作：

function f = fun(x,y,z) 

if nargin == 3 
     threeArgs = true ; 
     twoArgs = true ; 
elseif nargin == 2 
     threeArgs = false ; 
     twoArgs = true ; 
elseif nargin == 1 
     threeArgs = false ; 
     twoArgs = false ; 
end 

for it=1:1e6 
    f = x.^2; %// If method_number==1 run only this command.... 
    %// ... other computations 
    if twoArgs 
     f = f + y ; %// If method_number==2 run also this command. 
     %// ... other computations 
     if threeArgs 
      f = f ./z ; %// If method_number==3 run also this command. 
      %// ... other computations 
     end 
     %// ... other computations only relevant to f(x,y) 
    end 
    %// ... other computations only relevant to f(x) 
end 

這將完全排除遞歸和將確保計算的最小數量。

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現在我知道這看起來有點笨拙的代碼，你問一個解決方案，而if ... then和switch。根據您的計算，有一種方法可以避免任何if或switch，但可能不適用於所有情況。

這個想法是指定一個invariant運算符到y或z以防它們沒有被調用。

實施例：

function f = fun(x,y,z) 

if nargin < 3 ; z = 1 ; end 
if nargin < 2 ; y = 0 ; end 

for it=1:1e6 
    f = x.^2; 
    %// ... other computations just based on X 

    f = f + y ; %// This always run, but if "y" wasn't specified, it does not modify the result (f+0=f) 
    %// ... other computations 

    f = f ./z ; %// This always run, but if "z" wasn't specified, it does not modify the result (f./1=f) 
    %// ... other computations 

end 

這避免代碼中的任何流分支，但我只保持這種方法對於簡單的情況下，因爲計算是始終不管完成的情況下（儘管可能是一些JIT編譯器是足夠聰明，不用費心去做「無效」操作）。

Answer 2

您可以通過複製代碼來避免檢查輸入參數數量narginN次。您將檢查一次，應該完成哪個計算並重復N次。在這個例子中，for循環是重複的代碼。在某種程度上，這可能是好的。

function f = fun(x, y, z) 
N = 1000; 

switch nargin 

    %// Do something if only x is given 
    case 1 
    for j = 1:N 
     f = x.^2; 
    end 

    %// Do something else if only x and y are given 
    case 2 
    for j = 1:N 
     f = x.^2 + y; 
    end 

    %// Do something else if x, y and z are given 
    case 3 
    for j = 1:N 
     f = x.^2 + y - z; 
    end 

    otherwise 
     error('Use fun.m with 1, 2 or 3 arguments only!'); 
end 
end 

這是Hoki答案的一個變種。實際上，我從添加for循環開始，並通過添加重複代碼來刪除遞歸函數調用。