Matlab基本数据结构及其操作

Matlab基本数据结构

1、基本数据结构总览（仅含常用类型）

2、数值类型基本操作

2.1 数据变量的创建

double是Matlab的默认数据类型，基本上可以满足大部分的计算任务。single和double的创建方式一致

%% 创建数组
x = 10;
Y = double(x);  % 转换为double型数组
y = 10;

%% 查看数据类型
class(Y)

2.2 查看数据类型和值

注：以上函数的返回值均为0（结果为假）或1（结果为真）

3、字符和字符串

3.1 字符串创建

% 创建字符串
str = "Hello, world"
>>> str = 
"Hello, world"

% 创建字符串数组
str = ["Mercury" "Gemini" "Apollo";
       "Skylab" "Skylab B" "ISS"]
       
>>> str = 2x3 string
    "Mercury"    "Gemini"      "Apollo"
    "Skylab"     "Skylab B"    "ISS" 
  
% 传入参数转换为字符串数组
str = string(A)   % 将输入的数组转换为字符串数组
str = string(A, datetFmt)   % 将传入的A转换指定的时间格式，所以传入的A是datetime或者duration

A的输入格式决定了如何将A转换字符串数组

注：在matlab中要区分字符和字符串的差异。

示例：

% A表示的是字符向量
A = 'Four score and seven years ago'
c = size(A)   
>>> c = 1×2

     1    30
str = string(A)
s = size(str)
>>> s = 1×2

     1     1
% 通过strlength可求的str中字符串的长度
n = strlength(str)
>>> n = 30


% 转换元胞数组
A = {'Mercury','Gemini','Apollo';...
     'Skylab','Skylab B','ISS'}
>>> A = 2x3 cell
    {'Mercury'}    {'Gemini'  }    {'Apollo'}
    {'Skylab' }    {'Skylab B'}    {'ISS'   }
str = string(A)
>>> str = 2x3 string
    "Mercury"    "Gemini"      "Apollo"
    "Skylab"     "Skylab B"    "ISS" 
    
% 转换表示数字的字符串
str = ["256","3.1416","8.9e-3"]
>>> str = 1x3 string
    "256"    "3.1416"    "8.9e-3"
X = double(str)
>>> X = 1×3

  256.0000    3.1416    0.0089
Y = str2double(str)
>>>Y = 1×3

  256.0000    3.1416    0.0089

注：

1、erase可以删除字符串中的指定符号

2、str2double适用于输入参数可能是字符串数组、字符向量或字符向量元胞数组，本质上说明str2double对字符串的转换有更加广泛的适用

3.2 字符串数组的访问

按照数组访问的方式对字符串进行访问，可通过下标的方式对数组进行切片和访问。

4、结构体

结构体数组是使用名为字段的数据容器将相关数据组合在一起的数据类型。每个字段都可以包含任意类型的数据。可以使用structName.fieldName 格式的圆点表示法来访问字段中的数据。

形式上和Python的字典的创建方式类似。但是数组的维度取决于对应值的形式，通过字段名的方式对相应的value进行访问。

4.1 创建结构体

%% 创建一个字段的结构体
field = 'f';
value = {'some text';
         [10, 20, 30];
         magic(5)};
s = struct(field,value)

% 查看每个元素在内容
>>> ans = 
'some text'
ans = 1×3

    10    20    30

ans = 5×5

    17    24     1     8    15
    23     5     7    14    16
     4     6    13    20    22
    10    12    19    21     3
    11    18    25     2     9

%% 创建多个字段的结构体
field1 = 'f1';  value1 = zeros(1,10);
field2 = 'f2';  value2 = {'a', 'b'};
field3 = 'f3';  value3 = {pi, pi.^2};
field4 = 'f4';  value4 = {'fourth'};

s = struct(field1,value1,field2,value2,field3,value3,field4,value4)
>>> s=1×2 struct array with fields:
    f1
    f2
    f3
    f4
% 输出上述字段的结果
>>> s(1)
ans = struct with fields:
    f1: [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
    f2: 'a'
    f3: 3.1416
    f4: 'fourth'
>>> s(2)
ans = struct with fields:
    f1: [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
    f2: 'b'
    f3: 9.8696
    f4: 'fourth'

%% 创建空字段的结构体
s = struct('f1','a','f2',[])
>>> s = struct with fields:
    f1: 'a'
    f2: []
%% 创建包含元胞数组的字段
field = 'mycell';
value = {{'a','b','c'}};
s = struct(field,value)
>>> s = struct with fields:
    mycell: {'a'  'b'  'c'}

%% 结构体字段循环添加数据
%% 创建一个空结构体，定义两个字段名，字段均为空，通过循环添加数据到结构体中,结果如图所示
>>>a.name = [];
>>> a.data = [];
>>> a(1).name = 'hello';
>>> a(1).data = 5;
>>> a(2).name = 'world';
>>> a(2).data = 5;

注：创建多个字段的结构体时value2 和 value3 的元胞数组是 1×2 数组，因此 s 也是 1×2 数组。因为 value1 是数值数组而不是元胞数组，所以 s(1).f1 和 s(2).f1 具有相同的内容。类似地，因为 value4 的元胞数组具有单一元素，所以 s(1).f4 和 s(2).f4 具有相同的内容。

4.2 结构体中的函数

5 元胞数组

5.1 创建与访问

创建空字符串

a = cell()
a = {}

5.2 转换和检查数据类型
从元胞转换

注：

• 元胞数组中的结构体转换为结构体数组时，结构体必须包含相同的字段（结构体的类型有点像Python中的键值的方式，只是访问的方式不同）
• 转换为元胞

C = {1, 2, 3}
>>> C=1×3 cell array
    {[1]}    {[2]}    {[3]}

C{4,4} = 44
>>> C=4×4 cell array
    {[       1]}    {[       2]}    {[       3]}    {0x0 double}
    {0x0 double}    {0x0 double}    {0x0 double}    {0x0 double}
    {0x0 double}    {0x0 double}    {0x0 double}    {0x0 double}
    {0x0 double}    {0x0 double}    {0x0 double}    {[      44]}

对元胞数组的访问

• 对元胞切片用圆括号（）来访问
• 使用花括号{}对特定的内容进行访问

C = {'one', 'twC=2×3 cell array
    
>>> C=2×3 cell array
    {'one'}    {'two'}    {'three'}
    {[  1]}    {[  2]}    {[    3]}   

通过（）切片

upperLeft = C(1:2,1:2)
>>> upperLeft=2×2 cell array
    {'one'}    {'two'}
    {[  1]}    {[  2]}

通过切片修改值

% 修改第1行 1，2，3列的值
C(1,1:3) = {'first','second','third'}
>>> C=2×3 cell array
    {'first'}    {'second'}    {'third'}
    {[    1]}    {[     2]}    {[    3]}

将元胞中的数值数据抓换为数值数组

numericCells = C(2,1:3)
>>> numericCells=1×3 cell array
    {[1]}    {[2]}    {[3]}
    
numericVector = cell2mat(numericCells)
>>> numericVector = 1×3

     1     2     3

通过{}对元胞的特定内容访问 / 或者修改特定内容的值

% 访问元胞的值
last = C{2,3}
>>> last = 3

C{2,3} = 300
>>> C=2×3 cell array
    {'first'}    {'second'}    {'third'}
    {[    1]}    {[     2]}    {[  300]}

访问某一行的值并保存到数值数组中

% 访问数组中某一行的值并转换为数值数组
nums = [C{2,:}]
>>> nums = 1×3

     1     2   300

访问元胞的多级索引

myNum = [1, 2, 3];
myCell = {'one', 'two'};
myStruct.Field1 = ones(3);
myStruct.Field2 = 5*ones(5);

C = {myNum, 100*myNum;
     myCell, myStruct}
     
>>> C=2×2 cell array
    {[ 1 2 3]}    {[100 200 300]}
    {1x2 cell}    {1x1 struct   }
    
% 访问元胞的内容
C{1,2}
>>> ans = 1×3

   100   200   300
  
c{1, 2}(1, 2)
>>> ans = 2

C{2,1}{1,2}
>>> ans = 'two'

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