0 面向对象语法简述

Matlab的面向对象编程逻辑更为清晰，当面向过程的程序较为复杂时，最好将其改写为面向对象的。这样能大大增强代码可读性，逻辑性也好理解。

Matlab的面向对象跟C++大体一致，但还是有一点小的不同，初学起来可能会有些坑。这里稍微讲一下。

类的写法：

classdef ClassName

    properties
    end
    
    % 受保护 继承序列可访问
    properties (Access = protected)
    end
    
    % 常数不可更改
    properties (Constant)
    end
    
    % 通过计算得到的
    properties (Dependent)
    end
    
    methods
        % 构造函数
        function newobj = GeoPL(name,type,x0,y0,x1,y1)
        end
    end

    methods (Access = protected)
    end
    
end

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

其中，类也写为两个区域，1个是属性区，1个是方法区。属性区什么限制也不加就是公有的，可以继承，加了protected就是保护性继承，加了depedent就是依赖，需要用get函数建立约束。

值得注意的是，get函数是自动执行的，我感觉不太好使，因此放弃了这种写法。

此外，貌似类文件只能单独写成文件，而且类名和文件名必须相同，还不能在类文件里写别的事儿，或者把类写到script中，不知道是不是这样？

类写完之后，放到同一个文件夹下，或者设置工作路径，否则就可能无法调用

1 二维点

二维点是单纯的几何点，只有x和y两个属性，可以通过构造函数定义。

classdef Point2D
    %POINT2D 二维点
    %   Detailed explanation goes here
    
    properties
        x
        y
    end
    
    methods
        % 构造函数
        function obj = Point2D(x,y)
            if (nargin==0)
                obj.x = nan;
                obj.y = nan;
            elseif (nargin==1)
                obj.x = nan;
                obj.y = nan;
            elseif (nargin==2)
                obj.x = x;
                obj.y = y;
            end
        end
    end
end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

2 地理点

地理点是继承于二维点，有x和y两个属性和nam属性，可以通过构造函数定义。同时也考虑了用角度和长度来延伸定义。注意：这里的角度和长度并不是地理点对象的属性，而是外部获取的。

classdef GeoPoint < Point2D
    %GEOPIONT 点对象
    %   Detailed explanation goes here
    
    properties
        name
    end
    
    methods
        % 构造函数
        function obj = GeoPoint(name,x,y)
            if (nargin==0)
                name = '';
                x = nan;
                y = nan;
            elseif (nargin==1)
                x = nan;
                y = nan;
            elseif (nargin==2)
                x = nan;
                y = nan;
            end
            obj = obj@Point2D(x,y);
            obj.name = name;
        end
        
        % 角度，距离新建点对象
        function new_obj = NewByDeg(obj,name,deg,len)
            new_obj = GeoPoint(name);
            new_obj.x = obj.x+len*cosd(deg);
            new_obj.y = obj.y+len*sind(deg);
        end

        % 重载绘图函数
        function h = plot(obj,style)
            x = obj.x;
            y = obj.y;
            if(nargin==1)
                h = plot(x,y,'o');
            elseif(nargin==2)
                h = plot(x,y,style);
            end
        end
        
        % 重载信息打印
        function disp(obj)
            fprintf('%s, x=%.2f, y=%.2f\n',obj.name,obj.x,obj.y);
        end
    end
end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50

在方法中，实现了plot和disp的重载，方便查看信息。

3 地理线

地理线的概念要复杂一些，包括名称，起始点，终止点，角度，长度，点距，点数，元素数组。

其中元素数组占用空间开销稍大，一般情况下可空着。前面几个属性也是相互咬合的关系，在新建对象是，要考虑到约束关系。

classdef GeoLine
    %GEOLINE Summary of this class goes here
    %   Detailed explanation goes here
    
    properties
        name
        head
        tail
        deg
        len
        space
        num
        items
    end
    
    methods
        % 构造函数
        function obj = GeoLine(name,head,tail,deg,len,space,num)
            if (nargin==0)
                obj.name = '';
                obj.head = GeoPoint;
                obj.tail = GeoPoint;
                obj.deg = nan;
                obj.len = nan;
                obj.space = nan;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==1)
                obj.name = name;
                obj.head = GeoPoint;
                obj.tail = GeoPoint;
                obj.deg = nan;
                obj.len = nan;
                obj.space = nan;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==3)
                obj.name = name;
                obj.head = head;
                obj.tail = GeoPoint;
                obj.deg = nan;
                obj.len = nan;
                obj.space = nan;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==4)
                obj.name = name;
                obj.head = head;
                obj.tail = tail;
                obj.deg = deg;
                obj.len = nan;
                obj.space = nan;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==5)
                obj.name = name;
                obj.head = head;
                obj.tail = tail;
                obj.deg = deg;
                obj.len = len;
                obj.space = nan;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==6)
                obj.name = name;
                obj.head = head;
                obj.tail = tail;
                obj.deg = deg;
                obj.len = len;
                obj.space = space;
                obj.num = nan;
            elseif (nargin==7)
                obj.name = name;
                obj.head = head;
                obj.tail = tail;
                obj.deg = deg;
                obj.len = len;
                obj.space = space;
                obj.num = num;
            end
        end
        
        % 从首尾点计算角度
        function obj = get_deg(obj)
            x0 = obj.head.x;
            y0 = obj.head.y;
            x1 = obj.tail.x;
            y1 = obj.tail.y;
            dx = x1-x0;
            dy = y1-y0;
            obj.deg = rad2deg(atan2(dy,dx));
        end

        % 从首尾点计算长度
        function obj = get_len(obj)
            x0 = obj.head.x;
            y0 = obj.head.y;
            x1 = obj.tail.x;
            y1 = obj.tail.y;
            dx = x1-x0;
            dy = y1-y0;
            obj.len = sqrt(dx^2+dy^2);
        end

        % 从长度和点数计算点距
        function obj = get_space(obj)
            obj.space = obj.len/(obj.num-1);
        end        
        
        % 从起点和角度、长度计算终点
        function obj = get_tail(obj)
            obj.tail = GeoPoint;
            x0 = obj.head.x;
            y0 = obj.head.y;
            obj.tail.x = x0+obj.len*cosd(obj.deg);
            obj.tail.y = y0+obj.len*sind(obj.deg);
        end
        
        % 计算测线元素
        function obj = get_items(obj,n,d)
            if (nargin==1)
                n = 1;  % 重新编号
                d = 1;  % 默认编号间隔
            elseif (nargin==2)
                d = 1;               
            end
            Items(obj.num) = GeoPoint;
            Items(1) = obj.head;
            Items(1).name = [obj.name,'-',num2str(n)];
            Items(obj.num) = obj.tail;
            Items(obj.num).name = [obj.name,'-',num2str(n+(obj.num-1)*d)];
            if(obj.num<3)
                return;
            end
            for i = 2:obj.num-1
                Items(i).name = [obj.name,'-',num2str(n+(i-1)*d)];
                Items(i).x = obj.head.x+(i-1)*obj.space*cosd(obj.deg);
                Items(i).y = obj.head.y+(i-1)*obj.space*sind(obj.deg);                
            end
            obj.items = Items;
        end
        
        function obj = remove_items(obj)
            if(isempty(obj.items))
                return;
            else
                obj.items = [];
            end
        end
        
        % 重载绘图函数
        function h = plot(obj,style)
            x(1) = obj.head.x;
            y(1) = obj.head.y;
            x(2) = obj.tail.x;
            y(2) = obj.tail.y;
            if(nargin==1)
                h = plot(x,y,'o');
            elseif(nargin==2)
                h = plot(x,y,style);
            end
        end

        % 元素绘图函数
        function h = plot_items(obj,style)
            x = zeros(obj.num,1);
            y = zeros(obj.num,1);
            for i = 1:obj.num
                x(i) = obj.items(i).x;
                y(i) = obj.items(i).y;
            end
            if(nargin==1)
                h = plot(x,y,'o');
            elseif(nargin==2)
                h = plot(x,y,style);
            end
        end        
        
        % 重载信息打印
        function disp(obj)
            fprintf('%s, O=(%.2f,%.2f), End=(%.2f,%.2f),θ=%.2f ,L=%.2f, Δ=%.2f, N=%d \n',...
                obj.name,obj.head.x,obj.head.y,obj.tail.x,...
                obj.tail.y,obj.deg,obj.len,obj.space,obj.num);
        end

        % 元素信息打印
        function disp_items(obj)
            for i = 1:obj.num
                disp(obj.items(i));
            end
        end
    end
end
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188

这里实现了地理线的角度、长度、点距、元素的计算，以及可视化重载。地理线的首尾点，元素等用到了地理点对象。

4 应用

下面做一个简单的应用：

clc;clear;
% clear classes;

% 定义首尾两点
p1 = GeoPoint('P1',0,0);
p2 = p1.NewByDeg('P2',-100,4);

%
h1 = plot(p1,'s');
hold on;
h2 = plot(p2,'*');

% 从首尾点确定测线
np = 50;
L1 = GeoLine('L1',p1,p2,[],[],[],np);
L1.disp();

% 计算角度
L1 = L1.get_deg();
L1.disp();

% 计算长度
L1 = L1.get_len();
L1.disp();

% 计算点距
L1 = L1.get_space();
L1.disp();

% 计算元素
L1 = L1.get_items();
disp_items(L1);

% 绘制
h3 = plot(L1,'k-o');
h4 = plot_items(L1);
axis equal;

% 去除元素
L1 = L1.remove_items();
L1 = L1.get_items(100,2);

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42

效果如下：

可用流程图简单讲解下：

后续，将继续考虑新建地理对象类，其中包含点和线，同时实现链表式管理。