MATLAB의 함수 m파일

MATLAB 2015.07.16 14:24

 스크립트 m파일과 구별되는 다른 형태의 파일로서 함수(function) m파일이 있다. 지금까지 자주 사용해왔던 sin(), cos(), exp()같은 함수를 생각해 보면 사용자는 입력값을 이들 함수에 넘겨주고, 예를 들어 sin(pi)명령은 pi라는 값을 sin()함수에 넘겨주고 그 결과값 0을 얻게 된다. 내부적으로 어떠한 계산 과정이 있는 지는 일반 사용자는 알 필요가 없고 단지 입력에 대한 결과값을 얻을 뿐이다. 이와 같이 미리 정의된 함수 외에 사용자만의 함수를 작성할 수도 있다.


 함수 m파일은 입력 값과 출력 값이 존재하며 입력 변수를 받아서 특정한 기능이나 계산 등을 수행한 다음 그 결과 값을 반환하는 기능을 한다. 스크립트 m파일의 경우 생성된 변수들이 작업 공간에 위치하는 것과는 대조적으로 함수 m파일은 함수 내에서 사용된 변수들이 작업 공간과는 별도의 메모리 공간을 사용하며 함수의 수행이 끝나면 그 메모리 공간도 사라진다. 단지 출력 값만을 그 함수가 호출된 곳으로 반환시켜줄 뿐이다.

다음의 예제를 입력하여 보자.


function Y = flipud(X)
   [m,n] = size(X);
   Y = X(m:-1:1,:);


그리고 이 파일을 ‘flipud.m'으로 저장하자. 이 함수는 행렬 x를 받아서 행들의 순서를 역순으로 바꾼 후 출력하는 기능을 하는 함수이다. 이제 명령창에서 다음과 같이 명령을 내려보자.


>>A=rand(3,2) 󰎠
A =
0.0187 0.9737
0.3107 0.5865
0.7713 0.6441

>>B=flipud(A) 󰎠
0.7713 0.6441
0.3107 0.5865
0.0187 0.9737


위에서 입력 행렬 A의 행의 순서가 바뀌어서 반환된 것이 B에 저장됨을 알 수 있다. 또한 함수 내부에서 사용된 변수 m,n은 작업 공간에 나타나지 않음도 변수창에서 확인할 수 있다. 작업 공간에는 출력변수 B만이 생성되는 것이다.


 함수 m파일은 첫 번째 줄은 이 M파일이 함수라는 것을 나타내는 키워드 'function' 과 출력 변수, 함수 이름, 입력 변수 등으로 구성되며 문법은 다음과 같다.


function [y1, y2, …] = fname(x1, x2, …)


함수의 이름 fname은 m파일의 이름과 되도록이면 같도록 해야 한다. 만약 다르면 m파일의 이름이 우선하게 된다. 함수의 입출력 변수는 여러 개일 수도 있고 하나도 없을 수도 있다. 또한 함수의 정의부에 선언된 입출력 변수보다 적은 수의 변수로 함수를 호출할 수 있지만 더 많은 수의 입출력 변수를 지정하면 에러가 발생하게 된다. 다음의 예를 보자.


function [y1,y2]=mimo(x1,x2,x3)
% function [y1,y2]=mimo(x1,x2,x3)
% y1은 입력변수들의 합
% y2는 입력변수들의 곱
y1=x1+x2+x3;
y2=x1*x2*x3;


이 함수는 입력이 3개이고 출력이 2개인 함수이며 출력 y1은 입력들의 함을, y2는 입력들의 곱을 계산한다. 함수 정의부 밑에 ‘%’로 시작하는 문장들은 주석문으로서 M파일에서 '%'뒤에 오는 것들은 무시하며 실행하지 않으므로 이 기호 뒤에 설명문을 위치시키면 된다. 함수의 선언문과 첫 번째 실행문 사이의 주석문은 단순한 주석문이 아니라 명령창에서 help명령을 수행시켰을 때 보여주는 문장들이다. 명령창에서 다음을 수행해 보자.


>>help mimo 󰎠
function [y1,y2]=mimo(x1,x2,x3)
y1은 입력변수들의 합
y2는 입력변수들의 곱


이제 이 함수를 실행시켜 보자. 함수 정의부에서 출력 변수는 두 개로 지정이 되었지만 함수를 호출할 때는 출력변수를 0개, 1개, 2개 모두 지정할 수 있으며 3개 이상을 지정하면 에러가 발생한다.


>>mimo(3,4,5)
y1 =
12

>>y1=mimo(3,4,5)
y1 =
12

>>[y1,y2]=mimo(3,4,5)
y1 =
12
y2 =
60

>>[y1,y2,y3]=mimo(3,4,5)
-----------------------------------
* MATLAB 디버그 정보 (오류 발생) *
-----------------------------------
파일 이름 : C:\MATLAB_MFILES\mimo.m
라인 번호 : 1 --> function [y1,y2]=mimo(x1,x2,x3)
오류 내용 : 함수의 입출력 갯수가 올바르지 않습니다.


위에서 알 수 있듯이 출력 변수를 지정하지 않으면 첫 번째 출력 변수만을 화면에 보여준다. 그리고 출력 변수를 하나만 지정하면 두 번째 출력변수는 반환되지 않게 된다.

입력 변수도 아예 지정하지 않거나 한 개나 두 개만 입력할 수 있지만 함수 내에서 넘겨받지 않은 변수는 생성되지 않게 되므로 함수 실행 시 에러를 발생하게 된다.


>> mimo(3,4)
-----------------------------------
* MATLAB 디버그 정보 (오류 발생) *
-----------------------------------
파일 이름 : C:\MATLAB_MFILES\mimo.m
라인 번호 : 5 --> y1=x1+x2+x3; %...
오류 내용 : x3라는 변수나 함수가 없습니다. 이름이 맞는지 확인하십시요.


위의 경우는 세 번째 입력변수를 넘겨주지 않았으므로 mimo함수 내부적으로 x3라는 변수 자체가 없어서 덧셈을 수행하지 못하게 되는 것이다. 즉 적은 수의 입력 변수를 넘겨주는 것은 문법적으로 허용이 되지만 넘겨받지 못한 변수를 생성하기 위한 추가적인 실행문이 필요하게 된다. 이에 대해서는 다른 포스트에서 자세히 설명하겠다.





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Posted by 살레시오