MATLAB中的函数句柄及其应用

我不是女神ヾ 2022-06-02 12:21 212阅读 0赞

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## 1.函数句柄的创建 ##

函数句柄(function handle)是MATLAB中的一类特殊的数据结构，它的地位类似于其它计算机语言里的函数对象(Javascript,Python)，函数指针(C++)，或者函数引用(Perl)。作用是将一个函数封装成一个变量，使其能够像其它变量一样在程序的不同部分传递。

MATLAB中的函数句柄在调用时和普通函数没有任何区别，下面展示几种创建函数句柄的方式，最后通过函数句柄调用sin(pi)。

## 2.将函数句柄作为函数参数 ##

函数对象的经典应用情境之一就是排序(Sorting)，即为一列未知类型的数组提供自定义的排序规则。下面我将实现一个函数super\_sort，接收两个参数，第一个参数为待排序的数组，第二个参数是一个对原始数据的变换函数。super\_sort能够对原始数据按照变换后的结果进行排序，并返回排好序的原始数据。

测试脚本：

注意，与Perl或Python不同，这里提供的函数句柄并不用于元素间的比较，而是用于将数组内各个元素进行映射成待比较的值。

## 3.利用函数句柄进行画图 ##

借助函数句柄，可以方便地画出各类函数的图像，这类绘图函数往往以ez开头，下面我将演示ezplot, ezsurf两个函数。

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![02121140-d806e34517594ddc81977817aef65157.png][]

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## 4.利用函数句柄进行图像的滤波 ##

MATLAB提供了colfilt这一函数，该函数能将图像分成独立的子块（局部处理），或者相互交叠的窗口（可实现二维卷积及中值滤波），并利用传入的函数句柄对各个子块进行处理。

函数原型为B = colfilt(A,\[M N\],BLOCK\_TYPE,FUN)，其中B是输出图像，A是输入图像，\[M N\]是图像块或窗口的长宽，BLOCK\_TYPE参数决定是进行块处理还是窗口滑动处理，FUN就是处理用的函数句柄，它只接收一个矩阵参数，这个矩阵的每一列都是拉长为列向量的子图像，FUN一次可能要处理多个子图像。

下面将实现利用colfilt对图像进行5\*5中值滤波，以及局部阈值化。

<table style="margin-right:0px;margin-bottom:0px;margin-left:0px;padding:0px;border-color:#C0C0C0;"> 
 <tbody style="margin:0px;padding:0px;"> 
 <tr style="margin:0px;padding:0px;"> 
 <td style="margin:0px;padding:1px;border-color:#C0C0C0;border-collapse:collapse;"><pre style="margin-right:0px;margin-bottom:0px;margin-left:0px;padding:0px;"><code style="margin:0px;padding:0px;">% 在BLOCK_TYPE=sliding时进行滑动窗口处理 % f的返回值必须是一个元素个数与输入矩阵的列数相等的行向量 % 行向量中每个元素都将作为对应窗口中心元素的输出值 I = imread('tire.tif'); f = @(mat)median(im2double(mat)); I2 = colfilt(I, [5 5], 'sliding', f);&nbsp; % 在BLOCK_TYPE=distinct时进行子图像块的处理% f的返回值必须是和输入矩阵尺寸相同的矩阵 % 返回值中的每一列都将被复原成输出图像中的对应子块% 这里偷了一个懒, 直接将MATLAB自动分配的多个连续子图像 % 作为一个阈值化区域, 其实各个区域虽然连续，但大小是不相等的 thre = @(mat)im2bw(mat, graythresh(mat)); I3 = colfilt(I, [50 50], 'distinct', thre); imshow([im2double(I) I2 I3]);</code></pre></td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

输出图像如下:  
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## 5.组合匿名函数实现更复杂的函数句柄 ##

由于只能包含单行的表达式，匿名函数只能完成简单的运算。但是如果把多个匿名函数结合，就能实现更强大的功能。

当函数sort作用于矩阵时，将各列分别排序，如果要实现提取排序后第K小的行，使用单个匿名函会遇到麻烦。因为

这样的语法在MATLAB中是错误的，通过组合匿名函数，我们就能解决这一问题。

## 6.总结 ##

函数句柄是函数的数据抽象，能够作为其它函数的参数。善用它，将让程序更加优雅并具有更强的灵活性。

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