Question

我尽量简短。我遇到一个问题，涉及到带有燃气管道的流动的数值模拟。我使用不同的模型来模拟从一个边界到另一边界（即从右到左）传播的气流（传输方程）。问题是，由于我使用不同的模型来表示所述气流和边界条件，因此我得到了很多功能，例如：

boundary_left_model_1
boundary_right_model_1
boundary_left_model_2
boundary_right_model_2
boundary_left_model_2b
boundary_right_model_2b
....
flux_model_1
flux_model_2
....
source_model_1
source_model_2
.....

我通过（例如）在数值方案之前分配了所需的函数：

boundary_left = @[needed function];
boundary_right=@ [needed function];
flux = @[needed function];
source=@ [needed function];

接下来是这样的：

Solution = numerical_scheme_#1(boundary_left,boundary_right,flux,source,parameters);

您明白了。

现在，构建程序最有效的方法是什么（在结构化的同时）？据我所知，我有三个选择：

1）我在matlab函数文件中定义了每个函数（将会产生很多文件）

2）我为数字方案定义了脚本中的每个函数（这将导致文件较长，因此难以调整/读取）

3）我用包含所有模型的方法为边界条件创建了一个类，通量和包含相应函数的源的类为一个边界条件。在为数字方案分配函数时，我将调用所需的方法。（似乎复杂且效率低下，不确定在matlab中调用方法所需的时间，但对我来说是最结构化的方式）

我可能应该注意，我对Matlab和数值模拟（学生）还是比较陌生，同时我也在询问一般如何解决此类问题。提前致谢！另外还有一个好处：如果有人喜欢使用Matlab进行PDE系统的实际仿真-我会收到诸如“如何确定数值方案-应该考虑哪个标准”之类的问题。

再次感谢，祝大家度过愉快的一天！

Answer 1

假设与模型1相关的方法始终一起使用，而不与模型2或3的方法混合使用，那么您可以在一个文件中为一个模型设置具有所有功能的代码：

% MODEL1   Methods that implement model 1
function [boundary_left,boundary_right,flux,source] = model1
boundary_left = @boundary_left_method;
boundary_right = @boundary_right_method;
flux = @flux_method;
source = @source_method;

function [out, args] = boundary_left_method(input, args)
  % [implementation]
end

function [out, args] = boundary_right_method(input, args)
  % [implementation]
end

function [out, args] = flux_method(input, args)
  % [implementation]
end

function [out, args] = source_method(input, args)
  % [implementation]
end

end

基本上，这里有一个函数可将句柄返回实现一组方法的一组函数。 boundary_left_method是私有函数，因此不能直接访问，但是model1可以将这些函数的句柄返回，从而使它们可以访问。

您现在可以这样做：

[boundary_left,boundary_right,flux,source] = model1;
Solution = numerical_scheme_1(boundary_left,boundary_right,flux,source,parameters);

此解决方案与OP建议的自定义类解决方案非常相似，但更为简单。我认为在性能上不会有很大的不同，但是要确定的唯一方法就是实施和确定各种选择的时间。随着MATLAB的JIT的提高，最有效的变化是随着时间的推移。

请注意，此处提出的方案还允许将数据（parameters）包含在以下功能中：

% MODEL1   Methods that implement model 1
function [boundary_left,boundary_right,flux,source] = model1(parameters)
boundary_left = @boundary_left_method;
boundary_right = @boundary_right_method;
flux = @flux_method;
source = @source_method;

function [out, args] = boundary_left_method(input, args)
  out = input * parameters; % You can use PARAMETERS here, note that it is not
                            % an input argument to this nested function, it is
                            % found in the parent scope.
end

% ...

end % This end here is important now, this way `boundary_left_method` is an
    % nested function, not simply a separate function within the same file.

现在返回的函数句柄boundary_left中嵌入了parameters的数据。参见the relevant documentation。

如果您还控制采用这些函数句柄的数字方案函数的代码，则可以编写method1等。返回句柄的单元格数组，而numerical_scheme_1等。函数获取句柄的单元格数组。然后，您可以简单地执行以下操作：

numerical_scheme_1(method1,parameters);
numerical_scheme_1(method2,parameters);
numerical_scheme_1(method3,parameters);
numerical_scheme_2(method1,parameters);
numerical_scheme_2(method2,parameters);
numerical_scheme_2(method3,parameters);
% etc.

然后可以使用循环遍历所有组合：

schemes = {@numerical_scheme_1, @numerical_scheme_2, ... };
methods = {method1, method2, method3, ... };
for ii=1:numel(schemes)
   for jj=1:numel(methods)
      schemes{ii}(methods{jj},parameters);
   end
end

[免责声明：此代码未经测试，但我不明白为什么它不起作用...]

MATLAB类效率

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