嵌套函数如何在 MATLAB 中工作？

Question

所以，我是applying for a job，需要弄清楚how nested functions work。更具体地说，我想确切地知道gnovice 发布的以下示例是如何工作的。

问题是：

给定下面的函数，在命令窗口中输入下面的代码会输出什么？

function fcnHandle = counter
  value = 0;
  function currentValue = increment
    value = value+1;
    currentValue = value;
  end
  fcnHandle = @increment;
end

f1 = counter();
f2 = counter();
output = [f1() f1() f2() f1() f2()];  %# WHAT IS IT?!

_{我没有申请工作，我能够找出问题的答案。我还直观地找到了从Mohsen 到this question 的the answer（无需调用内置函数即可找到矩阵的大小）。然而，我不禁在脑海中听到阿尔伯特爱因斯坦的声音。}

我认为documentation 有点乱，所以如果有人能够解释它是如何工作的，我会非常高兴。

Answer 1

这种嵌套函数的使用与记忆相关（更多阅读请参见：use nested functions to memoize costly functions），因为它利用了parametric function handles，它在创建时存储了参数的值。

有两点需要注意：

1. counter() 直接返回嵌套函数的函数句柄

   f1 = counter()
   f1 = 
      @counter/increment
   

2. 嵌套函数将“保存”作用域变量。详情请参考functions()。

   s = functions(f1)
   s = 
        function: 'counter/increment'
            type: 'nested'
            file: '\\ic.ac.uk\homes\ok1011\MATLAB\counter.m'
       workspace: {[1x1 struct]}
   

   保留范围内的工作空间：

   s.workspace{1}
   ans = 
       fcnHandle: @counter/increment
           value: 0
   

基本上，counter() 将value 初始化为零，对@counter/increment 的连续调用将执行value = value+1;。

最后，@counter/increment 被分配给f1，而所有f1() 所做的就是@counter/increment() 在先前初始化的value 上。初始化f2 = counter()，使用单独保存的workspace 创建另一个计数器。

Answer 2

让我试试....

每次调用函数counter() 都会创建一个唯一的函数句柄。这个函数句柄是一个名为 increment 的函数的句柄，它接受自己的变量值，并将其递增 1。

因此，如果调用两次，就像代码中的 (f1, f2) 一样，每次都会返回相同的函数（增量）但不同的句柄。您已经定义了 TWICE 函数。现在他们每个人都独立工作。由于此特定函数（增量）依赖于保存的内部值进行计算，因此您可以观察在代码示例中调用时如何输出 [1 2 1 3 2]。

更好地看出差异的一个好方法是将函数重新定义为：

function fcnHandle = counter(val)
  value = val;
  function currentValue = increment
    value = value+1;
    currentValue = value;
  end
  fcnHandle = @increment;
end

然后这样称呼它：

>> f1 = counter(0);
>> f2 = counter(1000);
>> output = [f1() f1() f2() f1() f2()]  %# WHAT IS IT?

现在，你会看到输出是[1 2 1001 3 1002]

现在更有意义了吗？

创建此代码是为了利用函数句柄的这个属性（它是相同的东西，但它被复制了两次）。

Answer 3

整齐的运动。我以前从未使用过带句柄的嵌套函数，所以这是我的思考过程： 我在the manual 中发现这一段很有启发性：

嵌套函数可以使用来自三个来源的变量：

Input arguments

Variables defined within the nested function

Variables defined in a parent function, also called externally scoped variables

当您为嵌套函数创建函数句柄时，该句柄 不仅存储函数的名称，还存储函数的值 外部作用域变量。

所以在示例中，函数counter 将变量value 设置为0，然后调用increment。 increment 存储 value 在其句柄中，因此每次调用 increment 时，value 都会递增并覆盖 value=0 的第一个定义。

因此，输出是0 加上调用increment 的次数，即每次调用counter 的给定实例。

当你写这个时：

f1 = counter();
f2 = counter();

您创建两个独立的函数 counter 实例，它们将独立递增。