[執筆中，2013]
概要
この一連の記事では，matlab での workspace 間のアクセス方法をいくつか挙げる．初回となる本記事では，matlab における workspace の概念について解説する．
- この文章は脱線上等のポリシーのもとで作成されています．
- matlab において最強の文書は，matlab 付属のヘルプドキュメント群です．ともかく help を参照するに限る．ともかく matlab メニューの「ヘルプ→プロダクトのヘルプ」を読め！わからん言葉はコマンドプロンプトから >> help XX で読みまくれ！過去に色んな人に多くの質問を受けましたが，ほとんどはヘルプに書いてあるのを読んでいないだけです．ただ，ある種のことは別の切り口で見るのも有益な場合があります．本記事はそれを期待しています．
１．前置き： workspace, 関数，入出力引数
workspace について - 変数の見える範囲 -
matlab では，何か変数や関数があったとして，それらがある時点で「見える」かどうかは状況により変化する．例えば，matlab コマンドラインで変数 a に 3 という値を割り当てたとする．その後何らかの関数を呼び出しても，
通常は，関数の内容によらず，関数の「中」からは「外」の，つまりコマンドラインで定義した a の存在や値は
見えないし，関数内の処理は a の値に
影響を与えない．
例えば，関数を func1 として，その中で変数 a に値 2 を割り当て，disp(a) するとする．
ファイル func1.m:
function func1
a = 2;
disp('a in func1');
disp(a);
この関数はコマンドライン上で見える変数 a にどう影響するだろうか？実行してみると，
>> a = 3; func1; disp('a in base workspace'); disp(a);
a in func1
2
a in base workspace
3
となる．func1 内での a への操作は，コマンドライン上から見える変数 a には影響を及ぼしていない．
これは，コマンドライン上で見える変数と，関数 func1 内で見える変数とが，別の世界に存在しており，互いに
隔絶しているからである．一丁目の山田さんと三丁目の山田さんは
別人なのである．この各々の状況で見えている世界のことを，matlab では
workspace という．他のプログラミング言語では名前空間 namespace やスコープ scope などと呼ぶ．コマンドラインで見えている世界のことを，
base workspace という．
関数 m-file と異なり，スクリプト m-file は，固有の workspace を持たず，呼び出し元と同じ workspace を共有する．同じご町内である．
入力引数・出力引数
では，コマンドラインの世界と関数内の世界で情報を
やり取りするにはどうするか．それには，通常，
入力引数と
出力引数を用いる．
関数 func2 を
func2.m:
function y = func2(x)
y = 3 * x;
と作ったとすると，
>> a = 4; b = func2(a);
>> disp('a'); disp(a); disp('b'); disp(b);
a
4
b
12
となる．コマンドライン上での a の中身(=4)は，func2 での x の中身として渡され，func2 での y の中身(=12)は，コマンドライン上での b の中身として渡される．
なお，この受け渡しは，参照やポインタではなく，値のコピーが渡されることになっている（
値渡し）．一丁目の連絡文書が三丁目に伝達されるとき，その文書自体が渡されるのではなく，三丁目の人が文書を見ながらせっせと
書き写して町内会に持って帰るのだ．一丁目の言う文書 a と，三丁目の言う文書 x は，当初の内容は同じでも物理的には別の存在なのだ．このことと，前記 workspace 間の隔絶とによって，外の世界と中の世界の交流は，入力引数と出力引数という，いわば関数呼び出し国と呼び出され関数国間の
出入国ゲートのみに限定され，各々の中では他者の干渉を受けない
鎖国が保たれているのである．なお，呼び出され関数国から見た関数呼び出し国のことを，matlab では
caller と呼ぶ．呼び出し国の workspace のことを，
caller workspace という．コマンドラインから関数を呼び出せば，関数内から見た caller workspace とは base workspace なわけだ．
workspace の効果
異なる workspace にアクセスできないことが何を意味するか．それは，裏を返せば，見えない範囲からの干渉は基本的に生じ得ないことを意味する．そのため，今自分の見えている範囲で整合性さえ取れれば大丈夫，という保証になるのだ．つまり，「
今書いている関数 m-file がまともに動くこと」を積み重ねていけばいい，という世界が保証されている．一度に管理するのはエディタのそのページくらいで済むわけだ．
前置きまとめ
- matlab では，ある時点で「見える」変数の範囲を workspace という．
- コマンドラインから見える範囲は base workspace．
- 関数を呼び出せば，関数内の workspace は base workspace とは別物．スクリプトを呼び出すと，workspace は元のを共有．
- 異なる workspace 間は隔絶した鎖国関係にある．同じ名前の変数でも別々のものを指す．
- 関数呼び出し元の workspace (=caller workspace) と呼び出された関数内の workspace とは，通常，入出力引数という出入国ゲートを介してのみ，値渡しでやり取りが成立する．
- workspace が分かれているおかげで，目に見える範囲の整合性さえ確保すれば，おかしな矛盾が生じない仕組みになっている．
- 関数のアクセススコープも workspace によるのだが，matlab サーチパスも含めてよりややこしくなりそうなので本記事では割愛．
メモ
- 関数 m-file とスクリプト m-file についてはこれを読もう：matlab のヘルプ→プロダクトのヘルプ→MATLAB->Getting Started->Programming->Scripts and Functions
- workspace についてはこれを．同じく MATLAB->Desktop Tools and Development Environment->Workspace, Search Path, and File Operations
- workspace は用語でもあるが，matlab で実際に workspace browser なるものを呼び出すコマンド名でもあるぞ．
- matlab の次の性質は知っておくといいかもしれない．もっとも，プログラムの理論的な動作上は気にする必要は無い．実は matlab は毎度律儀に値渡しをメモリコピーの意味で実践してはいないようだ．大き目の行列を使って，matlab プロセスのメモリ使用量を観察しているとわかるのだが，入力引数を読むのにしか使わず，その中身を書き換えない場合は，コピー分のメモリ確保は生じていないようだった（matlab のバージョンには依存するかも）．これ，気づく人は結構気づくものなんだね．Copy on Write (COW, or Lazy Copying) と言う動作で，Internal Matlab memory optimizations | Undocumented Matlab に詳しいぞ．
- 構造化プログラミングって昔よく聞いたね．ベーマガで Dr.D も言ってたぞ．
予告
workspace の安寧の中で虚偽の繁栄に酔いしれるプログラマたち．重い計算を恣（ほしいまま）にループで回す彼らは，長時間の計算中，突然天からの Ctrl+C による襲撃にさらされる．workspace 間の隔絶が仇になり，積み重ねた計算結果は日の目を見ることなく関数 workspace 内で雲散霧消してしまう．この run で受けた生を無駄にしたくない．天寿を全うできない場合でも，何とか壁の外の caller にこの情報を届けたい．越境者の自由を求め，今，餓狼たちの挑戦が始まる．次回，第２節，「workspaceをまたいだアクセス」．
※matlab では，実行中の処理は Ctrl+C で中断させることができます．Ctrl+C を押しても，あるまとまった処理が終わるまで待たされる場合もあります．
※本記事は2013年春季にノリノリで執筆しております．
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