如何默认 Matlab 实例的属性，其大小基于在构造实例时设置的实例变量？

Question

我有一个问题，我想对一些物理现象进行建模。这种现象由几个阶段组成，每个阶段都可能有自己的控制方程（动力学以及变量数量、约束、变量边界等）。为了对这个阶段的属性进行分组，我编写了一个类phase。此类的一个实例具有一个名为nVars 的属性，即控制方程中的变量数（因此在此类的实例中可能会有所不同）。

现在，假设我想要这个类的另一个属性，称为boundaries。因为我需要以非常具体的方式制定变量边界，所以我还创建了一个类boundaries。这个类有属性lower和upper；变量的下界和上界。但是，这些上下边界的长度取决于phase 实例的nVars。

在最一般的情况下，下边界都是-Inf，上边界都是Inf。因此，我想将boundaries 属性lower 和upper 的值分别默认为-Inf * ones([1 nVars]) 和Inf * ones([1 nVars])。现在，我的问题是：如何使类属性的默认值依赖于变量（在这种情况下为nVars）。

我的第一次尝试：

classdef phase
    properties 
        nVars(1, 1) double
        boundaries boundaries
    end
    methods
        function obj = phase(nVars)
            %Some constructor method
            obj.nVars = nVars;
            obj.boundaries = boundaries(obj);
        end
    end
end

classdef boundaries
    properties 
        parent phase
        lower = -Inf * ones([1 parent.nVars]);
        upper = Inf * ones([1 parent.nVars]);
    end
    methods
        function obj = boundaries(parent)
            %Some constructor method
            obj.parent = parent;
        end
    end
end

或者，我尝试通过以下方式默认边界类的属性：

classdef boundaries
    properties 
        parent phase
        lower(1, parent.nVars) double = -Inf;
        upper(1, parent.nVars) double = Inf;
    end
    methods
        function obj = boundaries(parent)
            %Some constructor method
            obj.parent = parent;
        end
    end
end

谁能帮助我理解如何根据变量分配这些默认值？

Answer 1

classdef phase < handle
    properties 
        nVars       double ;
        boundaries  boundaries ;
    end
    methods
        function obj = phase(nVars)
            %Some constructor method
            obj.nVars = nVars;
            obj.boundaries = boundaries(obj);
        end
    end
end

classdef boundaries
    properties 
        parent phase
        upper   double ;
        lower   double ;
    end
    methods
        function obj = boundaries( parent )
            % Assign the parent handle
            obj.parent = parent ;
            % Initialise default values for the properties
            obj.upper =  Inf * ones([1 parent.nVars]);
            obj.lower = -obj.upper ;
        end
    end
end

这个初始化正确：

>> a = phase(5)
a = 
  phase with properties:

         nVars: 5
    boundaries: [1x1 boundaries]
>> a.boundaries
ans = 
  boundaries with properties:

    parent: [1x1 phase]
     upper: [Inf Inf Inf Inf Inf]
     lower: [-Inf -Inf -Inf -Inf -Inf]

classdef 语法允许在属性中定义默认值，非常方便地限制必须在构造函数中完成的编码工作（自动检查输入类型和各种输入检查）。

但是，对于您在属性块中定义的每个默认值，MATLAB 都会将自动生成的代码添加到对象的构造函数中。一旦对象最终被创建和初始化，如果属性值直接在属性块或构造函数中分配，没有区别。

对于您的情况，添加到构造函数的代码非常简单，因此不值得浪费时间尝试找到可在属性块中使用的语法。此外，由于另一个问题：通过引用传递，这在您的情况下总是会失败。

当您尝试为 boundaries 类中的父对象分配句柄时，您只是发送了初始阶段对象的副本。此副本将位于 boundaries 对象中，但与实际的 phase 父对象分离。为了能够通过引用传递父对象，您需要将handle 传递给该父对象，为此您需要将父类定义为handle。