从 Matlab 函数返回多个值

MATLAB 函数可以在一次调用中返回多个彼此独立的输出。函数会在签名中声明输出变量，在函数体中为每个变量赋值，调用方则按相同顺序接收这些值。如果这些值共同构成一条逻辑记录，可以改为返回结构体或元胞数组；此时函数返回的是一个输出，其中包含多个字段或元素。

MATLAB 函数如何返回多个输出

函数定义中的方括号按顺序列出彼此独立的输出。例如，[sumValue, diffValue] 声明了两个输出。它们不会被打包成一种特殊的“多返回值”对象：每个输出都是一个普通值，会赋给调用方对应的变量。如果调用方请求某个输出，函数必须在返回前为其赋值。

选择调用方式时，这一区别很重要。调用方可以只请求第一个输出，也可以请求多个输出。不能通过留空来跳过某个位置；对于不需要的输出，应在相应位置使用 ~。结构体和元胞数组采用不同的方式：函数返回一个结构体或一个元胞数组，调用方随后再选择其中的字段或元素。

定义并调用具有多个输出的函数

函数签名会列出每个输出的名称，函数体则为每个输出赋值。在 MATLAB 中，命名函数可以采用以下形式：function [sumValue, diffValue, productValue] = calculate(a, b)。下面这个自包含的 Octave 示例使用匿名函数句柄和 deal，让三输出调用可以在一个脚本中运行，同时保留原有计算过程。

运行以下示例。示例输出中的 sum、difference 和 product 标签保持英文，以保留代码与输出块的原始内容。

本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

calculate = @(a, b) deal(a + b, a - b, a * b);
[sumValue, diffValue, productValue] = calculate(5, 3);
printf("sum = %d\ndifference = %d\nproduct = %d\n", sumValue, diffValue, productValue);

sum = 8
difference = 2
product = 15

函数句柄按顺序返回和、差与乘积。调用方也按相同顺序将它们赋给 sumValue、diffValue 和 productValue。若要使用独立的 MATLAB 函数，请将命名函数保存在与函数同名的文件中；上面展示的语法明确声明了三个输出变量。

仅接收需要的输出

如果函数返回 [first, second, third]，调用时只赋给两个变量，就会接收前两个输出，而不请求第三个输出。若要保留第三个值并忽略第二个值，可使用 [first, ~, third] = functionName(inputs)。波浪号是输出位置的占位符，不会改变函数的计算过程。

应根据任务选择要请求的输出数量和位置。如果只需要一个结果，而且它是第一个输出，赋给一个变量即可。如果需要后面的输出，就要为前面的输出位置添加占位符。如果某个值被赋给了错误的变量，请检查函数声明：MATLAB 按位置对应输出，而不是按调用方的变量名称对应。

用结构体或元胞数组组合相关结果

如果结果具有有意义的名称，或共同表示一条记录，可以返回结构体。例如，函数可以赋值 result.total = a + b 和 result.count = 2，然后只声明 function result = summarize(a, b)。调用方接收一个值，再读取 summary.total 或 summary.count。命名字段能让含义在使用处一目了然；添加相关字段时，也不必扩展多输出调用的签名。

元胞数组同样是一个输出，适合组合类型不同或按位置访问更自然的项目。函数可以创建 items = {a + b, a - b, "computed"} 并返回 items；调用方可以用花括号读取元素内容，例如 result{1}。由于位置没有描述性名称，应说明每个位置的含义；如果读者需要不依赖索引就能识别各项，结构体会更合适。

结构体和元胞数组本身都不会创建多个函数输出。在这些示例中，函数签名仍然只有一个输出变量；只是返回的值中包含了多个数据项。

选择合适的输出方式

当每个结果都有明确且可预测的用途，并且调用方通常只需要其中一部分时，适合使用彼此独立的输出，例如一个值及其状态。输出顺序是函数接口的一部分，因此应保持稳定并加以说明。如果这些值共同构成一条带名称的记录，尤其是描述性字段名能让调用更易理解时，可以使用结构体。如果按位置组织数据很方便，且其中的成员类型可能不同，则可以使用元胞数组。

选择方式时应考虑调用方如何使用数据，而不要假设某种方式更快。如果输出数量或含义随模式变化，可以考虑采用形状一致的结构体，以免调用方猜测各个位置的含义。

常见错误与排查方法

• **请求的输出未赋值：**确保函数的每条执行路径都会为调用方可能请求的每个输出赋值。
• **值出现在错误的变量中：**对照函数输出列表与调用方赋值列表的顺序；变量名称不会决定两者之间的对应关系。
• **调用请求了过多输出：**让请求的输出数量与函数定义一致，或者同时更新函数定义及其调用方。
• **把组合结果当作独立输出：**返回 result 的函数只有一个输出。结构体使用 result.field 访问字段，元胞数组使用 result{index} 访问元素。
• **要取得后续输出，却必须保留不需要的中间输出：**在该位置放入 ~，后续输出仍保持声明时的位置。

排查问题时，应一并检查函数签名、对输出变量的赋值，以及调用方左侧的赋值列表。通常这样就能判断问题是缺少赋值、输出数量不匹配，还是对顺序的假设有误。