第二章 Matlab面向对象编程基础

DeepLab是一款基于Matlab面向对象编程的深度学习工具箱，所以了解Matlab面向对象编程的特点是必要的。笔者在做Matlab面向对象编程的时候发现无论是互联网上还是书店里卖的各式Matlab编程书上都对Matlab面向对象所提甚少甚至没提。因此在DeepLab的使用说明书中专门添加Matlab面向对象编程基础是有必要的。
第一节 Matlab面向对象大体结构
代码清单2.1.1

classdef className<handle & superclass1 & superclass2
    properties
        property1;
        property2;
    end
    methods
        function F1 = Func1(class_obj,parameter1)
            ...
        end
        function class_obj = Func2(class_obj)
            ...
        end
    end
    methods(Static)
        function display(class_obj)
            disp(class_obj.property1);
            disp(class_obj.property2);
        end
    end
end

解释：在这段代码中，classdef关键字后给出了类名，className<handle说明handle是className类的父类（继承性），className可以使用handlle类中除指明privacy（类的私有属性，只允许该类的函数或变量访问）的所有函数。className可以从多个父类中继承（多态性），方法就是在多个父类名间加入‘&’。如果一个类没有父类，则classdef后接类名后什么都不用写。properties关键字给出类的属性。methods关键字给出类的方法（函数）。特别要注意的是，如果一个类有静态方法，即该方法和具体的对象无关而是类所固有的方法，则该类函数应单独写入一个methods之内并在其后加上（Static）。
第二节 如何调用methods中的函数
代码清单2.2.1

obj = className;
obj.Func1(parameter1);
obj.Func2;
className.display(obj);

解释：这段代码是基于在清单2.1.1中给出的类定义衍生的。第一句话用类className创造了一个实例obj。第二句话实例obj调用类中函数Func1，这里要注意虽然在Func1的定义中有两个参数，一个是class_obj，另一个是parameter1，但是在调用的时候仅写parameter1就足够了，class_obj是系统自动传入的。如果参数调用的时候写class_obj则会报错（错误提示：传入过多参数）。同理，第三句话是Func2的调用，由于Func2是只有一个class_obj当参数，所以调用的时候直接省略所有的参数，连括号都省略了。当然与调用函数相对应，在写函数的时候也要注意，无论是静态methods还是普通methods，写函数的参数都必须包括class_obj，否则，会提示一个错误（错误提示：未定义以‘double’型变量为参数的函数Func1）。带按清单的最后一句话是className.display(obj)，这里请注意，由于display是静态methods，上文中我们提到过，静态methods与对象无关而与类本身相关，所以调用静态方法的主体是类，本例中就是className而不是实例化得obj。同时，请注意，与普通方法不同，静态方法调用的时候必须传入实例为参数。

第三节 如何将类声明文件分布在多个文件中
与C++和Java相同，matlab在定义类中方法时，允许只在methods中声明函数而将函数的实际文件及代码单独剥离成为另一个文件。这样做的好处是可以使代码简单易懂。
Step1. 对于一个类，首先建立类文件包。方法时新建文件夹，然后更改文件夹名称为@+类名。比如@className
Step2.在@className 文件中建立classdef类定义文件。比如代码清单2.3.1
代码清单2.3.1

classdef className<handle & superclass1 & superclass2
    properties
        property1;
        property2;
    end
    methods
        F1 = Func1(class_obj,parameter1);
        class_obj = Func2(class_obj);
        value = Func3(class_obj);
    end
    methods(Static)
        display(class_obj);
    end
end

可以看到methods中只包含方法的函数声明及返回值而不包括函数的具体定义。然我们看看函数的具体定义怎么写。
Step1. 在@className 文件中建立新的m文件，内容如清单2.3.2所示
代码清单2.3.2

function F1 = Func1(class_obj,parameter1)
　　F1 = class_obj.Func3+parameter1;
end

可以看到，这与普通的m文件没有任何区别。但是需要注意的是，该函数Func1中，实际上又调用了类中的另一个函数Func3。而Func3在类中事先已经声明过了。如果在类文件@className中直接建立一个m文件作为函数，而在classdef中的methods中不声明，则Func1在调用的时候无法看到该函数。所以请注意：所有被对象调用的函数以及不被对象调用而被对象的函数调用函数，除matlab内建函数（sqrt，pow，length等等），必须在类中予以声明才能使用，否则必会报错。
在经历上述步骤后，一个类就算定义完成了。但是仍然要注意，如果你想象在代码清单2.2.1中建立并使用自己的对象。则必须退出@className文件，在@className的上一级文件中才能使用。