第四章：MATLAB函数的定义和调用
本文将详细介绍如何在MATLAB中定义和调用函数，并配以具体案例和详细代码注释。我们将探讨函数定义、输入参数、返回值以及实际案例展示其使用。
1. 函数定义
在MATLAB中，函数定义由函数名、输入参数以及函数体组成。以下是一个简单的函数定义示例：
function result = add(a, b)
% 函数名: add
% 输入参数: a, b
% 输出结果: result
result = a + b;
end
上面的代码展示了一个名为 add 的函数，它接受两个输入参数 a 和 b，并将它们相加后返回结果。函数体位于 function 关键字和 end 关键字之间。
2. 函数调用
调用函数时，只需使用函数名和适当的输入参数即可。以下是使用我们先前定义的 add 函数的示例代码：
x = 3;
y = 5;
z = add(x, y);
disp(z);
结果：
8
在这个示例中，我们使用变量 x 和 y 分别存储值 3 和 5。然后，我们调用函数 add 并传入这两个变量作为输入参数。函数返回的结果被赋值给变量 z。最后，我们使用 disp 函数打印出 z 的值。
3. 函数的输入和输出
函数的输入参数可以是任意类型的数据，包括数字、向量、矩阵、字符串等。函数体执行特定的操作，并产生一个或多个输出结果。以下是一个示例代码，展示了接收矩阵作为输入参数并返回元素平均值的函数定义：
function avg = computeAverage(matrix)
% 函数名: computeAverage
% 输入参数: matrix
% 输出结果: avg
[rows, cols] = size(matrix);
total = sum(matrix(:));
avg = total / (rows * cols);
end
上述代码中的函数接受一个名为 matrix 的输入参数，该参数被假定为一个矩阵。首先，我们使用 size 函数得到矩阵的行数和列数。然后，我们使用 sum 函数计算出矩阵所有元素的总和，并将结果赋给变量 total。最后，我们通过将总和除以矩阵的元素个数来计算出平均值，并将其赋给变量 avg。
A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];
average = computeAverage(A);
disp(average);
结果：
5
在上面的示例中，我们创建了一个3x3的矩阵 A。我们调用 computeAverage 函数，并将矩阵 A 作为输入参数传递给它。函数返回的平均值被赋给变量 average，并使用 disp 函数打印出其值。
4. 匿名函数
在MATLAB中，还可以创建匿名函数，这是一种不需要显式定义函数名称的函数。以下是一个简单的匿名函数示例：
square = @(x) x * x;
result = square(4);
disp(result);
结果：
16
在上述示例中，我们使用 @ 符号定义了一个匿名函数。此函数接受一个输入参数 x，并返回 x 的平方作为输出结果。我们使用输入参数 4 调用该匿名函数，并将结果赋给变量 result。
5. 输入参数检查
在函数定义中，可以添加语句来检查输入参数的有效性，以确保函数在接收到正确类型和范围的输入时才执行相应的操作。以下是带有输入参数检查的函数定义示例代码。
function result = divide(a, b)
% 函数名: divide
% 输入参数: a, b
% 输出结果: result
% 检查输入参数是否为数字
if ~isnumeric(a) || ~isnumeric(b)
error("输入参数必须为数字");
end
% 检查除数是否为0
if b == 0
error("除数不能为0");
end
% 执行除法操作
result = a / b;
end
上面的代码定义了一个名为 divide 的函数，它接受两个输入参数 a 和 b。在函数体中，我们使用 isnumeric 函数检查输入参数是否为数字类型。如果不是数字，则会抛出一个错误信息。
x = 10;
y = 2;
z = divide(x, y);
disp(z);
结果：
5
在上述示例中，我们将值10和2分配给变量 x 和 y。然后，我们调用 divide 函数，并将这两个变量作为输入参数传递给它。函数返回的结果被赋值给变量 z，并使用 disp 函数打印出其值。由于除数不为0，函数成功执行了除法操作。