ch03字符串胞元和构架数组.docx

1、ch03字符串胞元和构架数组第 3 章 字符串、胞元和构架数组.1 MATLAB的数据类型图3.1-1 MATLAB的数据类型.2 字符串数组 本节内容集中于字符串数组（以下简称串数组）。与数值数组相比，串数组在MATLAB中的重要性较小，但它不可缺少。假如没有串数组及相应的操作，那么数据可视化将会遇到困难，构作MATLAB的宏指令也将会遇到困难。 既然字符串与数值是两种不同的数据类（Class），那么它们的创建方式也就不同。数值变量是通过在指令窗中数字赋值创建的。而字符变量的创建方式是：在指令窗中，先把待建的字符放在“单引号对”中，再按Enter键。注意，这“单引号对”必须在英文状态下输入。

2、这“单引号对”是MATLAB识别送来内容“身份”（是变量名、数字，还是字符串）所必需的。 MATLAB为数值数组设计了许多运算、函数和操作，但既没对串数组设计那么多运算，也没设计那么多操作。然而正是这些串函数和串操作，为MATLAB的文字表达、复杂字符的组织、宏功能的发挥提供了有力的支持。.2.1 串数组的属性和标识【例3.2-1】本例演示：串的基本属性、标识和简单操作。（1）a=This is an example. a =This is an example. （2）size(a) ans = 1 19 （3）a14=a(1:4) ra=a(end:-1:1) a14 =Thisra =.

3、elpmaxe na si sihT （4）Ua=double(a) Ua = Columns 1 through 13 84 104 105 115 32 105 115 32 97 110 32 101 120 Columns 14 through 19 97 109 112 108 101 46 char(Ua) ans =This is an example. （5）w=find(a=a&a=z); Ua(w)=Ua(w)-32; char(Ua) ans =THIS IS AN EXAMPLE. （6）A=这是一个算例。; A_s=size(A) A56=A(5 6) UCA=dou

4、ble(A) A_s = 1 7A56 =算例UCA = Columns 1 through 6 36825 26159 19968 20010 31639 20363 Column 7 12290 char(UCA) ans =这是一个算例。 （7）b=Example 3.2-1 b =Example 3.2-1 （8）ab=a(1:7), ,b, . %这里第2个输入为空格串 ab =This is Example 3.2-1 . .2.2 复杂串数组的创建1 多行字符串数组的创建【例3.2-2】演示：多行串数组的“补空等长”直接输入法；非等长串数组借助char , str2mat , s

5、trvcat等指令声称多行串数组。（1）clearS=This string array has multiple rows.size(S) S =This string array has multiple rows.ans = 2 18 （2）S1=char(This string array,has two rows.)size(S1) S1 =This string arrayhas two rows. ans = 2 17 S2=str2mat(这,字符,串数组,由4行组成)size(S2) S2 =这 字符 串数组 由4行组成ans = 5 5 S3=strvcat(这,字符,串数

6、组,由4行组成)size(S3) S3 =这 字符 串数组 由4行组成ans = 4 5 2 利用胞元数组创建复杂字符串【例3.2-3】胞元数组在存放和操作字符串上的应用。（1）C1=MATLAB201xa includes data types:;Double array;Character array;and so on % C1_c=class(C1) size(C1) % C1 = MATLAB201xa includes data types: Double array Character array and so onC1_c =cellans = 4 1 （2）借助cellstr

7、指令生成存放复杂字符串的胞元数组C2=char(MATLAB201xa includes data types:,.Double array,.Character array,.and so on) % C2_c=class(C2)size(C2) C2 =MATLAB201xa includes data types:Double array Character array and so on C2_c =charans = 4 32 C3=cellstr(C2) size(C3) C3 = MATLAB201xa includes new data types: Double array

8、Character array and so onans = 4 1 .2.3 串转换函数【例3.2-4】最常用的数组/字符串转换函数int2str , num2str , mat2str 示例。（1）A=eye(2,4); A_str1=int2str(A) A_str1 =1 0 0 00 1 0 0 （2）rng(0,v5uniform)B=rand(2,4); B3=num2str(B,3) B3 = 0.95 0.607 0.891 0.4560.231 0.486 0.762 0.0185 （3）B_str=mat2str(B,4) B_str =0.9501 0.6068 0.8

9、913 0.4565;0.2311 0.486 0.7621 0.0185 Expression=exp(-,B_str,); eval(Expression) ans = 0.3867 0.5451 0.4101 0.6335 0.7937 0.6151 0.4667 0.9817 【例3.2-5】fprintf, sprintf, sscanf的用法示例。rng(0,v5uniform);a=rand(2,2); s1=num2str(a) s_s=sprintf(%.10en,a) s1 =0.95013 0.606840.23114 0.48598s_s =9.5012928515e-

10、0012.3113851357e-0016.0684258354e-0014.8598246871e-001 fprintf(%.5g,a) 0.950130.231140.606840.48598 s_str2=str2num(s_s)s_sscan=sscanf(s_s,%f,3,2) s_str2 = 0.9501 0.2311 0.6068 0.4860s_sscan = 0.9501 0.4860 0.2311 0 0.6068 0 【例3.2-6】double, str2double, str2num的异同。（1）a=1e-3;da=double(a) sda=str2double

11、(a) sna=str2num(a) da = 49 101 45 51sda = 1.0000e-003sna = 1.0000e-003 （2）b=1,2;3,4;db=double(b) sdb=str2double(b) snb=str2num(b) db = 49 44 50 59 51 44 52sdb = NaNsnb = 1 2 3 4 （3）c=ab+cde;dc=double(c) sdc=str2double(c) snc=str2num(c) dc = 97 98 43 99 100 101sdc = NaNsnc = （4）d=sym(1/3);dd=double(d

12、) sdd=str2double(d) snd=str2num(d) dd = 0.3333sdd = NaN? Error using = str2num at 33Requires string or character array input. 【例3.2-7】综合例题：在MATLAB计算生成的图形上标出图名和最大值点坐标。clear a=2; w=3; t=0:0.01:10; y=exp(-a*t).*sin(w*t); y_max,i_max=max(y); t_text=t=,num2str(t(i_max); % y_text=y=,num2str(y_max); % max_

13、text=char(maximum,t_text,y_text);% %tit=y=exp(-,num2str(a),t)*sin(,num2str(w),t); % plot(t,zeros(size(t),k) hold on plot(t,y,b) plot(t(i_max),y_max,r.,MarkerSize,20) text(t(i_max)+0.3,y_max+0.05,max_text) % title(tit),xlabel(t),ylabel(y),hold off 图 3.1-1 字符串运用示意图.2.4 串操作函数.3 胞元数组.3.1 胞元数组的创建和显示1 胞元标

14、识寻访和内容编址寻访的不同2 胞元数组的创建和显示【例 3.3-1】本例演示：胞元数组的创建。C_str=char(这是,胞元数组创建算例 1); R=reshape(1:9,3,3); Cn=1+2i; S_sym=sym(sin(-3*t)*exp(-t); （1）A(1,1)=C_str;A(1,2)=R;A(2,1)=Cn;A(2,2)=S_sym;A % A = 2x10 char 3x3 double 1.0000 + 2.0000i 1x1 sym （2）B1,1=C_str;B1,2=R;B2,1=Cn;B2,2=S_sym;celldisp(B) % B1,1 =这是 胞元数

15、组创建算例 1B2,1 = 1.0000 + 2.0000iB1,2 = 1 4 7 2 5 8 3 6 9B2,2 =-sin(3*t)/exp(t) .3.2 胞元数组的扩充、收缩和重组【例3.3-2】胞元数组的扩充，及形象化图示胞元内容指令cellplot。（1）C=cell(2); C(:,1)=char(Another,text string);10:-1:1 C = 2x11 char 1x10 double （2）胞元数组的“列”扩充和“行”扩充AC=A C A_C=A;C AC = 2x10 char 3x3 double 2x11 char 1.0000 + 2.0000i

16、1x1 sym 1x10 double A_C = 2x10 char 3x3 double 1.0000 + 2.0000i 1x1 sym 2x11 char 1x10 double cellplot(A_C,legend) 图 3.3-1 胞元数组A_C的形象化结构图【例3.3-3】采用“空”对胞元数组进行收缩操作，采用reshape对胞元数组进行重组。（1）A_C(3,:)= A_C = 2x10 char 3x3 double 1.0000 + 2.0000i 1x1 sym 1x10 double （2）R_A_C=reshape(A_C,2,3) R_A_C = 2x10 cha

17、r 1x10 double 1x1 sym 1.0000 + 2.0000i 3x3 double .3.3 胞元数组内容的获取和配置【例3.3-4】本例演示：胞元和胞元内容获取的区别；花括号、圆括号的功用；多胞元内容配置的deal指令法和直接配置法。（1）f1=R_A_C(1,3) class(f1) f1 = 1x1 symans =cell （2）f2=R_A_C1,3 class(f2) f2 =sin(-3*t)*exp(-t)ans =sym （3）f3=R_A_C1,1(:,1 2 5 6) f3 =这是 胞元创建 （4）f4,f5,f6=deal(R_A_C1,3,4) f4

18、=这是 胞元数组创建算例 1f5 = 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1f6 = 1 4 7 2 5 8 3 6 9 （5）ff4,ff5,ff6=R_A_C1,3,4 ff4 =这是 胞元数组创建算例 1ff5 = 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1ff6 = 1 4 7 2 5 8 3 6 9 .3.4 胞元与数值数组之间的转换【例3.3-5】常用胞元数组转换函示例。（1）rng(0,v5uniform)A=rand(2,3) C1=num2cell(A) SC1=size(C1) A = 0.9501 0.6068 0.8913 0.2311 0.4860 0.7621C1

19、= 0.9501 0.6068 0.8913 0.2311 0.4860 0.7621SC1 = 2 3 C2=num2cell(A,2) disp(C21,:=,mat2str(C21,:,4) SC2=size(C2) C2 = 1x3 double 1x3 doubleC21,:=0.9501 0.6068 0.8913SC2 = 2 1 C3=num2cell(A,1) SC3=size(C3) C3 = 2x1 double 2x1 double 2x1 doubleSC3 = 1 3 （2）x=zeros(4,5);x(:)=1:20 C4=mat2cell(x, 2 2, 3 2

20、)celldisp(C4) x = 1 5 9 13 17 2 6 10 14 18 3 7 11 15 19 4 8 12 16 20C4 = 2x3 double 2x2 double 2x3 double 2x2 doubleC41,1 = 1 5 9 2 6 10C42,1 = 3 7 11 4 8 12C41,2 = 13 17 14 18C42,2 = 15 19 16 20 （3）D1=cell2mat(C4(1,:) D2=C41,1,C41,2 D1 = 1 5 9 13 17 2 6 10 14 18D2 = 1 5 9 13 17 2 6 10 14 18 .3.5 对胞

21、元数组运算的cellfun指令【例3.3-6】演示cellfun的两种调用格式。一致性输出调用格式的限制很严格，而非一致性输出的调用格式适应性很强。（1）rng(1)x(1)=1:10;x(2)=rand(100,1); xm=cellfun(mean,x) class(xm) xm = 5.5000 0.4859ans =double （2）y(1,1)=sym(0,pi/6,pi/3,pi/2);y(1,2)=0:pi/4:pi;y(2,1)=rand(10000,3);y(2,2)=;B=cellfun(x)sin(x-pi/6).2,y,UniformOutput,false)B =

22、1x4 sym 1x5 double 10000x3 double B=cellfun(mean,y(1,1),y(1,2),y(2,1),UniformOutput,false);celldisp(B) B1 =pi/4B2 = 1.5708B3 = 0.4986 0.5042 0.4977 C=cellfun(mean,y(1,2),y(2,1)? Error using = cellfunNon-scalar in Uniform output, at index 2, output 1.Set UniformOutput to false. .3.6 胞元数组的操作函数汇总.4 构架数

23、组.4.1 构架数组的创建和显示1 直接创建法及显示【例3.4-1】本例通过温室数据（包括温室名、容积、温度、湿度等）演示：单构架的创建和显示。（1）GreenHouse.name=一号房; % GreenHouse.volume=2000立方米; %GreenHouse.parameter.temperature=31.2 30.4 31.6 28.7 29.7 31.1 30.9 29.6; %GreenHouse.parameter.humidity=62.1 59.5 57.7 61.5 62.0 61.9 59.2 57.5; % （2）GreenHouse % GreenHouse

24、 = name: 一号房 volume: 2000立方米 parameter: 1x1 struct GreenHouse.parameter % ans = temperature: 2x4 double humidity: 2x4 double GreenHouse.parameter.temperature % ans = 31.2000 30.4000 31.6000 28.7000 29.7000 31.1000 30.9000 29.6000 【例3.4-2】本例演示：构架数组的创建和显示，并利用构架数组保存一个温室群的数据。本例的运行以例3.4-1为先导。（1）GreenHous

25、e(2,3).name=六号房 % GreenHouse = 2x3 struct array with fields: name volume parameter （2）GreenHouse(1,1) % ans = name: 一号房 volume: 2000立方米 parameter: 1x1 struct 2 利用构造函数创建构架数组【例3.4-3】利用构造函数struct，建立温室群的数据库。（1）a=cell(2,3); gh1=struct(name,a,volume,a,parameter,a(1,2) % gh1 = 2x3 struct array with fields:

26、 name volume parameter （2）gh2=struct(name,a,volume,parameter,) % gh2 = 2x3 struct array with fields: name volume parameter （3）gh3(2,3)=struct(name,volume,parameter,) % gh3 = 2x3 struct array with fields: name volume parameter （4）a1=六号房;a2=3200立方米;gh4(2,3)=struct(name,a1,volume,a2,parameter,); % T6=31.2,30.4,31.6,28.7;29.7,31.1,30.9,29.6; % gh4