matlab数据类型二（单元变量、结构数组）

最新推荐文章于 2023-07-15 10:08:36 发布

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本文详细介绍了MATLAB中的单元变量（元胞数组）与结构数组的概念、创建方法、操作技巧以及应用场景，旨在帮助读者掌握这两种数据结构的使用方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一.单元变量（元胞数组）：一种特殊的数组，元素为元胞（cell），元胞数组中包含的是数据结构，而不是数据，因而用{}代替()显示元胞中元素的具体内容，用()显示元胞元素的数据类型，一个元胞数组可以包含任何数据类型。

创建元胞数组：两种方法---直接定义、利用cell函数（运算更快，对于大数据量推荐）

1.直接定义---两种方法，两种方法完全一样

（1）content indexing

>> a{1,1}=[1 2 3;4 5 6];
>> a{1,2}='this is a test';
>> a{2,1}=[3+4*i;5];
>> a{2,2}=[];

也可以将多个元素同时定义： a={[1 2 3;4 5 6],'this is a test';[3+4*i;5],[]}

（2）cell indexing

>> b(1,1)={[1 2 3;4 5 6]};
>> b(1,2)={'this is a test'};
>> b(2,1)={[3+4*i;5]};
>> b(2,2)={[]};

注意：创建的元胞数组的名字不能和已经存在的数值数组同名，否则会出错！

2.利用cell函数

>> c=cell(2,2) %创建一个2x2的空元胞数组

拓展元胞数组：利用cell函数预分配内存更加高效

当对现有元胞数组进行扩充时，matlab会首先创建一个更大的足够容纳扩充后元素的数组，然后将旧的元胞数组的元素复制到新元胞数组，最后删除旧元胞数组，也即动态分配内存。比如，旧元胞数组是2x2的，要加多一个元素在(3,3)的位置时，旧元胞数组会扩展为3x3的，这样很耗时间，应该首先利用cell函数预定义一个足够大的元胞数组，然后再对现有的元胞数组扩充，在这个过程中，matlab只将旧的元胞数组的元素复制到新元胞数组，并舍弃旧元胞数组，可以提高运行速度。

删除元胞数组中的元素：

整行（列）删除：赋予要被删除的行（列）为空集

>> a={[1 2 3;4 5 6],'this is a test';[3+4*i;5],[]}

a = 

    [2x3 double]    'this is a test'
    [2x1 double]                  []
>> a(2,:)=[]

a = 

    [2x3 double]    'this is a test'

</pre>删除某一个元素：赋予空集<p></p><p></p><pre code_snippet_id="668333" snippet_file_name="blog_20150516_6_9364402" name="code" class="plain">>> b={[1 2 3;4 5 6],'this is a test';[3+4*i;5],[]}

b = 

    [2x3 double]    'this is a test'
    [2x1 double]                  []

>> b(2)

ans = 

    [2x1 double]

>> b(3)

ans = 

    'this is a test'

>> b(4)

ans = 

    {[]}

>> <span style="color:#3366ff;">b(3)=[];</span>
>> b

b = 

    [2x3 double]    [2x1 double]    []

元胞数组的显示：

用{}代替()显示元胞中元素的具体内容，用()显示元胞元素的数据类型。

用celldisp函数显示元胞数组的全部内容。

显示某一个子元胞中的元素：

>> b={[1 2 3;4 5 6],'this is a test';[3+4*i;5],[]};

>> b{1,1}

ans =


     1     2     3
     4     5     6

>> b{1,1}(2,1)

ans =

     2

创建字符元胞数组：优点：元胞中的字符串长度无须保持一致

方法一：直接定义

>> cellstring{1}='apple';
>> cellstring{2}='pear';
>> cellstring{3}='banana';
>> cellstring

cellstring = 

    'apple'    'pear'    'banana'

方法二：使用cellstr函数

>> s=['apple';'pear ']

s =

apple
pear 

>> cellstr(s)

ans = 

    'apple'
    'pear'

使用char函数恢复为普通字符串格式：

>> char(ans)

ans =

apple
pear

使用元胞数组的参数函数varargin 和 varargout可以创建输入或输出参数为任意数量的函数。

二、结构数组：数组有一个统一的名字，每个数组中可以有若干个结构（structures），每个结构下有若干个属性，且每个结构的属性都相同，但是不同结构的属性值是不同的。一个结构下的不同属性可以包含不同的数据类型。

创建结构数组：两种方法---直接用赋值语句，使用函数struct

1.使用赋值语句：

>> student.name='Mary';
>> student.age=17;
>> student.addr='Queen Street';
>> student

student = 

    name: 'Mary'
     age: 17
    addr: 'Queen Street'

属性与结构名之间用.连接

在结构数组中增加结构：

>> student(2).name='Jhon';

则数组student变为：

>> student

student = 

1x2 struct array with fields:

    name
    age
    addr

若要显示每个结构的具体内容则要输入编号：

>> student(1)

ans = 

    name: 'Mary'
     age: 17
    addr: 'Queen Street'

>> student(2)

ans = 

    name: 'Jhon'
     age: []
    addr: []

显示结构的全部属性：函数fieldnames，返回由属性名组成的一列字符元胞数组

>> fieldnames(student)

ans = 

    'name'
    'age'
    'addr'

2.使用struct函数：结构数组名=struct('属性1',初始值,'属性2','初始值',...) （推荐）

可以一次性创建包含全部结构的数组：

>> student(1000)=struct('name',[],'age',[],'addr',[])

student = 

1x1000 struct array with fields:

    name
    age
    addr

也可以每次创建一个结构：

>> student=struct('name','Mary','age',17,'exam',[70 80 90]);
>> student(2)=struct('name','Jhon','age',18,'exam',[79 81 92]);
>> student(3)=struct('name','King','age',21,'exam',[98 82 98]);

向结构中增加属性：在任意一个结构中增加属性，则该数组中的全部结构都会增加该属性。

>> student(1).exam=[70 80]

student = 

1x1000 struct array with fields:

    name
    age
    addr
    exam
>> student(1)

ans = 

    name: []
     age: []
    addr: []
    exam: [70 80]

>> student(2)

ans = 

    name: []
     age: []
    addr: []
    exam: []

必须给具体的某个结构增加属性，不能直接给整个数组增加属性：

>> student.exam=[70 80]
<span style="color:#ff0000;">点名称赋值中右侧元素的数目不正确。其原因可能是左侧两旁缺少 []。</span>

从结构数组中删除属性：函数rmfield

新结构数组=rmfield(旧结构数组,'要删除的属性')：

>> student_new=rmfield(student,'age')

student_new = 

1x1000 struct array with fields:

    name
    addr
    exam

对结构数组中的元素进行操作：

假设已知：

>> student(1)

ans = 

    name: 'Mary'
     age: 17
    exam: [70 80 90]

>> student(2)

ans = 

    name: 'Jhon'
     age: 18
    exam: [79 81 92]

>> student(3)

ans = 

    name: 'King'
     age: 21
    exam: [98 82 98]

显示元素：

>> student(2).name

ans =

Jhon

>> student(2).exam(2)

ans =

    81

>> [student.exam]

ans =

    70    80    90    79    81    92    98    82    98

元素计算：

>> mean( student(2).exam)

ans =

    84

>> mean([student.exam])

ans =

   85.5556

读取数组中的任意元素：函数getfield

f=getfield(array,{array_index},'field',{field_index})

>> exam=getfield(student,{2},'exam',{2})

exam =

    81

改变数组中的任意元素：函数setfield

new_array=setfield(array,{array_index},'field',{field_index},value)

>> exam_new=setfield(student,{2},'exam',{2},100);
>> exam_new(2).exam(2)

ans =

   100

动态属性名：可以随着程序的运行而不断改变

>> student(1).name <span style="color:#009900;">%普通</span>

ans =

Mary

>> student(1).('name') <span style="color:#009900;">%动态</span>

ans =

Mary

结构数组可以嵌套使用