将匿名函数扩展为字符串

Question

我有一组匿名函数，我想将它们转换成字符串。通常我只会使用func2str，但问题是我希望将变量和内部函数扩展为它们的“真实”值。我遇到的问题是 MATLAB 保留了这些名称，但识别了这些值。示例

classdef Bclass

    properties
        equation
    end

    function obj = Bclass(inEquation, inValue)
        obj.equation = @(t,y) inEquation(t,y) * inValue;
    end

    function out = getStr(obj)
        out = func2str(obj.equation); 
    end
end

问题是func2str 调用正在输出@(t,y) inEquation(t,y) * inValue，而我实际上希望它输出类似@(t,y) t*y * 5 的东西，如果我们说的是b = Bclass(@(t,y) t*y, 5)。

有没有办法从 MATLAB 中检索这些变量值？

Answer 1

您可以这样做，但如果您的问题变得比上面给出的示例更复杂（即更复杂的匿名函数、多个嵌套级别等），它很快就会变得非常困难。您必须使用functions 函数来获取有关函数句柄的信息，并且它的行为可能会在不同版本之间发生变化。此外，您还必须进行大量字符串操作（使用 regexp、regexprep、strsplit 和 strrep 等函数，如下所示）。

我已尝试在此处包含我能做到的最通用的方法，允许以下可能性：

• inEquation 可以是非匿名函数句柄（即@times）。
• inEquation 可以直接传递而无需实际调用。
• inEquation 可以在匿名函数中多次调用。
• inEquation 的输入参数的命名可能与在 obj.equation 中调用的不同。
• obj.equation 可以包含索引操作。

首先，我们将初始化一些变量来模仿您的示例：

f1 = @(m, n) m*n;  % Note the different variable names, but it will still work
inEquation = f1;
inValue = 5;
f2 = @(t, y) inEquation(t, y)*inValue;  % Function constructed using workspace variables

接下来，我们将获取f2的函数信息：

s = functions(f2);
varNames = fieldnames(s.workspace{1});
varValues = struct2cell(s.workspace{1});
out = s.function;

workspace 字段包含用于构造f2 的变量名称和值，function 字段是您通过在f2 上调用func2str 获得的字符串。我们还需要计算一些东西，以便正确解析f2 中的左括号和右括号：

openIndex = (out == '(');
closeIndex = (out == ')');
parenIndex = cumsum(openIndex-[false closeIndex(1:end-1)]).*(openIndex | closeIndex);

现在，我们将遍历工作区变量，将它们的值转换为字符串（如果可能），并将它们替换为 out：

for iVar = 1:numel(varNames)

  name = varNames{iVar};
  value = varValues{iVar};

  if isa(value, 'function_handle')  % Workspace variable is a function handle

    value = func2str(value);
    callIndex = strfind(out, [name, '('])+numel(name);
    fcnParts = regexp(value, '@\({1}([^\)])*\){1}(\S)*', 'once', 'tokens');

    if isempty(callIndex)  % Function handle is not invoked
      if isempty(fcnParts)  % Non-anonymous function handle (i.e. @times)
        value = ['@' value];
      end
      out = strrep(out, name, value);
    elseif isempty(fcnParts)  % Invoked function handle (i.e. @times)
      out = strrep(out, name, value);
    else  % Invoked anonymous function handle
      for iCall = callIndex
        args = out(iCall+(1:find(parenIndex(iCall+1:end) == parenIndex(iCall), 1)-1));
        value = regexprep(fcnParts{2}, ...
                          strcat('(?<!\w)', strsplit(fcnParts{1}, ','), '(?!\w)'), ...
                          strsplit(args, ','));
        out = strrep(out, [name, '(', args, ')'], value);
      end
    end

  elseif isnumeric(value) && isscalar(value)  % Workspace variable is a numeric scalar
    out = strrep(out, name, num2str(value));
  end

end

我们得到了out的预期结果：

>> out

out =

@(t,y)t*y*5

请注意，这对于非匿名函数句柄也可以正常工作：

>> f1 = @times;
>> inEquation = f1;
>> inValue = 5;
>> f2 = @(t, y) inEquation(t, y)*inValue;

% Repeat above processing...

>> out

out =

@(t,y)times(t,y)*5

它也适用于一些更复杂的功能：

>> postVolt = @(g, V) -.05*g*(V+80);
>> preIdx = 5;
>> postIdx = 1;
>> index = 6;
>> obj.values = {};
>> f2 = @(t) postVolt(obj.values{preIdx}(index), obj.values{preIdx}(obj.voltIdx{postIdx}));

% Repeat above processing...

>> out

out =

@(t)-.05*obj.values{5}(6)*(obj.values{5}(obj.voltIdx{1})+80)