matlab中的oop范式产生了多少开销

Question

在 matlab 中，每个类方法看起来都像是一个普通方法，其第一个参数是对象本身。

这样的范例对于其他 oop 语言（例如 python）是完全可以接受的，因为类是通过引用传递的。另一方面，matlab 默认情况下按值传递对象（句柄类除外）。

从所有这些我推断，即使使用最简单的 setter 函数（或任何其他类方法）也会导致整个对象被复制。

例如，下面是matlab中某个类方法的签名：

classdef foo
  methods
    function obj = set.myParam(obj,value);
    function myfun(obj, value);
  end
end

在这种情况下，当我调用 fooObj.myfun(5) （或只是 myfun(fooObj,5)）时，matlab 会复制整个 fooObj=foo() 吗？

这不是非常大的开销吗？在我看来，为每个类方法（和 setter）复制整个对象的效率非常低。

我错过了什么吗？有没有办法在 matlab 中避免这种情况，同时仍然使用 oop 技术？

我是否必须使用句柄类来防止这种性能开销？

Answer 1

如果您希望您的类具有引用语义，那么可以，您需要使用句柄类而不是值类。

但请注意，虽然默认情况下 MATLAB 按值传递参数，但它也使用延迟复制或写入时复制，因此仅在以下情况下才会对输入参数进行复制需要修改输入参数。此外，如果输入参数是结构或对象，则仅对需要修改的部分（字段、属性）进行复制。

此外，MATLAB 有一个就地优化，这样如果输出参数与输入参数相同，则可以在输入参数上进行操作 -place，则不需要制作副本。

因此，例如，考虑这个函数：

function y = timestwo(x)
y = 2*x;

如果您从基础工作区中的变量a 开始（假设它是一个非常大的双精度数组）并调用b = timestwo(a)，则不会复制a，因为x 未被修改功能期间。仅在分配输出参数 y 时内存使用量才会增加。

但是考虑一下这个函数：

function y = timestwoconj(x)
x = x';
y = 2*x;

现在在函数执行期间内存使用量会增加，因为在修改时会复制x。在计算y时分配相同的空间，然后在函数退出时清除x的临时副本。

这说明了写入时的复制行为。

还要考虑以下函数：

function x = timestwo(x)
x = 2*x;

这里的输出参数和输入参数一样，所有的操作都可以就地完成。如果您调用a = timestwo(a)，则根本不会进行任何复制，内存使用量也不会增加。这说明了优化的就地行为。

尝试实现与上述类似的一些函数，将它们应用到一个大数组，然后在调试器中逐行逐行执行它们，同时在任务管理器中观察内存使用情况 - 你会明白的。

在 MATLAB 中实现值类时，您通常会为方法使用语法，例如 function obj = myfun(obj, value)，而不是 function myfun(obj, value)。方法具有与上述相同的工作方式，因此只有在方法期间修改对象时才会复制对象。

当您使用值类时，这就是您想要发生的事情 - 如果您想要引用语义，请使用句柄类。

希望有帮助！