MATLAB对象面向编程：掌握面向对象的编程范式的实用手册

# 1. MATLAB对象面向编程概述

MATLAB对象面向编程（OOP）是一种编程范式，它将数据和操作数据的方法组织成对象。对象封装了数据和行为，从而提高了代码的可重用性和可维护性。

OOP的主要概念包括：

* **对象：**一个实体，它封装了数据和操作数据的方法。
* **类：**一个模板，它定义了对象的属性和方法。
* **封装：**将数据和方法隐藏在对象内部，防止外部访问。
* **继承：**允许一个类从另一个类继承属性和方法。
* **多态性：**允许对象以不同的方式响应相同的方法调用。

# 2. MATLAB对象面向编程基础

### 2.1 对象和类的概念

**2.1.1 对象的属性和方法**

对象是具有状态和行为的实体。在MATLAB中，对象的属性表示其状态，而方法表示其行为。属性存储对象的数据，而方法定义对象可以执行的操作。

例如，考虑一个表示学生的`Student`对象。该对象可能具有以下属性：

- `name`：学生的姓名
- `age`：学生的年龄
- `gpa`：学生的平均绩点

该对象还可能具有以下方法：

- `study()`：模拟学生学习
- `takeExam()`：模拟学生参加考试
- `getGrade()`：返回学生的成绩

**2.1.2 类的定义和继承**

类是对象的模板，它定义了对象的属性和方法。在MATLAB中，使用`classdef`关键字定义类。

例如，以下代码定义了一个`Student`类：

classdef Student
    properties
        name
        age
        gpa
    end
    methods
        function study(obj)
            % 模拟学生学习
        end
        function takeExam(obj)
            % 模拟学生参加考试
        end
        function grade = getGrade(obj)
            % 返回学生的成绩
        end
    end
end

类可以继承自其他类，这允许子类重用父类的属性和方法。例如，我们可以创建一个`GraduateStudent`类，继承自`Student`类，并添加一个新的属性`thesisTopic`：

classdef GraduateStudent < Student
    properties
        thesisTopic
    end
    methods
        % 重写父类的方法
        function getGrade(obj)
            % 返回研究生学生的成绩
        end
    end
end

### 2.2 封装、继承和多态性

**2.2.1 封装的实现**

封装是将对象的属性和方法隐藏在类内部，只通过公共接口与外界交互。这有助于提高代码的可维护性和安全性。

在MATLAB中，封装通过`private`、`protected`和`public`访问修饰符实现。`private`属性和方法只能在类内部访问，`protected`属性和方法可以在类内部及其子类中访问，而`public`属性和方法可以在任何地方访问。

例如，以下代码使用`private`访问修饰符将`Student`类的`gpa`属性封装起来：

classdef Student
    properties (Access = private)
        gpa
    end
    % ...
end

**2.2.2 继承的机制和优势**

继承允许子类重用父类的属性和方法，从而减少代码重复并提高可维护性。

在MATLAB中，使用`<`符号表示继承。例如，`GraduateStudent`类继承自`Student`类：

classdef GraduateStudent < Student
    % ...
end

**2.2.3 多态性的应用**

多态性允许子类对象以与父类对象相同的方式进行交互，即使它们具有不同的实现。这有助于编写可扩展且可维护的代码。

在MATLAB中，多态性通过方法重写实现。例如，`GraduateStudent`类重写了`Student`类的`getGrade()`方法，以返回研究生学生的成绩：

classdef GraduateStudent < Student
    % ...
    function grade = getGrade(obj)
        % 返回研究生学生的成绩
    end
end

# 3.1 对象的创建和操作

#### 3.1.1 对象的构造和析构

MATLAB 中，对象的创建和析构是通过构造函数和析构函数来实现的。构造函数在对象创建时自动调用，用于初始化对象的属性和方法；析构函数在对象销毁时自动调用，用于释放对象占用的资源。

**构造函数**

MATLAB 中的构造函数通常以 `className` 的形式命名，其中 `className` 为类的名称。构造函数的语法如下：

function obj = className(arg1, arg2, ...)

其中，