基于MATLAB的數據結構與算法線性表部分

基于MATLAB《數據結構與算法》延邊大學 信息管理專業(13級) 崔基哲線性表部分的 MATLAB編程 ?MATLAB 類的定義 ?Class創建舉例 ?用class創建雙向鏈表類的建立：class類的建立：class1.1 類文件夾當要創建一個類時，我們應該將確認類文件放在什么位置。matlab為我們提供了兩種方法：1. 在matlab路徑下創建一個文件夾，然后在文件夾中創建一個單獨的自包含的類定義2. 在matlab路徑下，創建一個@+類名的文件夾，在其中創建一個類，同時我們可以將類的定義分散在多個文件中，也即該文件夾下都是該類的定義；和其他高級語言（java）類似，matlab還允許我們將這些類組織成包包為packages包文件夾的父文件夾必須在matlab路徑下，但是包文件夾不必。包文件夾以‘+’開頭，可以包含多個類定義或者其他的包。一個包文件夾定義了一個新的命名空間，所以我們可以重用類名。引用包中的類或者函數時需要包含包名稱，例如packagefld1.ClassNameA(), packagefld2.packageFunction()。 其他更多 Class Folders? 更多細節可參考matlab幫助中的Class Folders部分 （在搜索框中輸入Class搜索）。1.2 類定義       要創建一個類，matlab會自動幫我們生成一個類框架，一般如下：classdef (attribute1 = value,...) classname（< superclass_name） properties PropName end methods methodName end events EventName endend Class的定義方法      類名必須要與文件名相同，第一個括號中聲明類的屬性，類似于java中的public等關鍵詞，更詳細的解釋可參考：Class Attributes。第二個括號指明類是否需要繼承父類，類似于java中的extends關鍵字或者C++中的‘：’。matlab支持多重繼承，更詳細的解釋可參考：Creating Subclasses —Syntax and Techniques。在實現鏈表的過程中，我們需要繼承handle類。完整的一個類模塊如下圖：完整的一個類模塊如下圖 關于classdef與handle? classdef是定義類名，后面的<是表示繼承，Matlab允許多重繼承，繼 承自handle類，handle類定義了很多關于object的處理函數，例如 addListener以及notify還有delete等對對象的函數，是一個抽象類 關于properties?   properties類似于java或C++中的成員變量， 我們也可以給其設定各種訪問屬性，更詳 細的解釋可參考：Defining Properties。 關于Class中的methods? methods就是具體的函數實現。有很多種不同類型的函數，下面簡要介紹：? 普通函數（Ordinarymethods）。我們實現的大部分都是普通函數，它負責完成該類 要完成的主要任務。? 構造函數（Constructormethods）。和其他高級語言類似，也必須是類名，用來給 屬性賦值。唯一不同是它必須返回它創建的對象。更詳細的解釋可參考：Class Constructor Methods。? 析構函數（Destructormethods）。名字必須是delete，用來釋放空間。更詳細的解 釋可參考：Handle Class Delete Methods。? 屬性訪問函數（Propertyaccess methods）。類似于其他高級語言中的set、get函數。 更詳細的解釋可參考：Controlling PropertyAccess。? 靜態函數（Staticmethods）。類似于其他高級語言中的靜態函數，通過類對象進行 訪問。? 轉換函數（Conversionmethods）。是對其他類構造函數的重載，可以將自己定義類 的對象轉換成重載構造函數類的對象。更詳細的解釋可參考：Converting Objects to Another Class。? 抽象函數（Abstractmethods）。無需解釋，用來在子類中繼承的函數 創建類的簡單舉例? 類是一種數據類型，與普通的數據類型不同的是類不僅包含數據，還 包含對數據的操作，類把數據和數據操作方法封裝在一起，作為一個 整體參與程序的運行。? 類具有課繼承性，創建一個新的類的時候，可以在一個基類中添加成 員派生出新類。類的變量和類的實例是不同的，類的實例是動態分配 的內存區域，通常稱類的實例維“對象”，同一個類可以有不同的實 例存在，他們各自有自己的數據，但是數據操作方法是相同的。? 類的變量可以看作是一個指針，指向類的實例。 舉例：建立一個類? 建立一個類? 通常一個類應該包含四個基本的成員函數： 構造函數 ―― 與類名相同，可以在其中完成成員初始化的工作； 顯示函數 ―― 名為display，用于顯示成員的數據； 賦值函數 ―― 名為set，用于設置類成員的數值； 取值函數 ―― 名為get，用于讀取類成員的函數。 與C＋＋的類不同的是，MATLAB的類不需要特別的析構函數。如果類 用到了一些特殊的內容需要釋放的話，可以編寫一個成員函數，比如 classclear，用包來釋放所占用的資源。 舉例：建立一個類 下面用一個簡單的例子類介紹一些類如何使用。 定義一個名為list的類， 它有兩個數據成員x和y， 希望通過一個成員函數prod()來獲取x和y的乘積。 舉例：建立一個類? 類名： list 成員變量：x，y 成員函數： list：構造函數 display：顯示函數 get：取值函數 set：賦值函數 prod：計算函數 現在就來建立它。 舉例：建立一個類第一步：（1） 在工作目錄上建立一個子目錄(以筆者的習慣為例)：cd E:\MyProgram\matlab7\chap4mkdir @list  類名前面要加上一個字符'@’，對于這樣形式的目錄里所有保存的M文件，MATLAB都認為是類的成員函數。 舉例：建立一個類第二步：（2） 編寫5個成員函數的M文件保存在E:\MyProgram\matlab7\chap4\@list 目錄下: 舉例：建立一個類第二步：函數list.m% list.mfunction d = list(x,y)d.x=x;d.y=y;d=class(d,'list');  % display.mfunction display(d)fprintf('list class:\n');fprintf('x=%d\n',d.x);fprintf('y=%d\n',d.y);   舉例：建立一個類第二步：函數get.m% get.mfunction 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    舉例：建立一個類第二步：%set.mfunction d = set(d,varargin)  % 該函數的定義在后面的章節再詳細講解argin=varargin;while length(argin)>=2,   prop=argin{1};   val=argin{2};   argin=argin(3:end);   switch prop       case 'x'           d.x=val;       case 'y'           d.y=val;       otherwise           error('Asset properties:x,y');   endend   舉例：建立一個類第三步：在MATLAB命令行中進行如下操作：cd E:\MyProgram\matlab7\chap4  d = list(11,22)  list class:x=11y=22  prod(d)  ans =  242  d = set(d,'x',7);get(d,'x')  ans =    7  prod(d)  ans =  154   舉例：創建類? 類成員變量的賦值 本例中，類的成員變量是在構造函數中賦值的。MATLAB中，類成員 變量都是private的，必須在成員函數中訪問，因此就不能箱struct那樣， 用d.x和d.y等形式訪問其成員變量了。訪問時編個專門的成員函數get 就行了。另外，成員函數的調用跟普通的函數一樣。注意在get和set 函數中，成員變量是以字符串的形式指定的，要通過字符串比較的辦 法進行區分，然后對輸出變量進行賦值。本例中的set函數支持同時對 兩個成員變量賦值，因此用到了不定長輸入產生表varargin，例如： d = set(d,'x',12) % 只對其中一個成員變量賦值    list class: x=12 y=22   d = set(d,'x',23,'y',34)  % 同時對兩個成員變量賦值   list class: x=23 y=34  在類中引用方法：實現方法函數類的方法（class methods）是指M文件編寫的以類的對象作為輸入產生的函數。一個特定的類的方法通常要保存在這個類的目錄中。如上一小節中 @list 的方法函數存儲在 @list路徑下。對方法汗的調用方式和對普通函數的調用方式是相同的，其命令格式為：[輸出1,輸出2,…] = 方法名稱(對象名，參數1，參數2,…);但是必須注意，方法函數中如果對類的成員變量進行了改變，就必須將改變后的類變量作為輸出變量返回，否則在原工作空間中的類變量的成員變量不能得到更新。例如：d = list(10,20);set(d,'x',23,'y',34);  d  list class:x=10y=20  可以