第三章 metlab字符串、元胞和构架数组

第三章字符串、元胞和构架数组MATLAB 6.x版的内建数据类型（Built-in data type）就有5种以上，此外还有许多其他专门设计的类（Class），如符号类、内联函数类、控制工具包中的线性时不变模型类、神经网络类等。

就程序设计而言，MATLAB 6.x版采用了面向对象编程技术。

数据和编程的改变使用户能更简捷而自然地解决复杂的计算问题（如符号计算问题、多变量控制系统问题、神经网络问题）。

本章内容根据MATLAB6.5编写，但绝大部分内容适用于其他MATLAB6.x版本。

第二章介绍了数值数组（Numeric Array），这是读者比较熟悉的数据类型。

本章将集中讲述另外三类数据：字符串数组（Character String Array）、元胞数组（Cell array）和构架数组（Structure array）。

它们之间的基本差别见表3-1。

3.1字符串数组3.1.1字符串入门【例3.1.1-1】先请读者实际操作本例，以体会数值量与字符串的区别。

cleara=12345.6789class(a)a_s=size(a)a =1.2346e+004ans =doublea_s =1 1b='S'class(b)b_s=size(b)b =Sans =charb_s =1 1whosName Size Bytes Classa 1x1 8 double arraya_s 1x2 16 double arrayans 1x4 8 char arrayb 1x1 2 char arrayb_s 1x2 16 double arrayGrand total is 10 elements using 50 bytes3.1.2串数组的属性和标识【例3.1.2-1】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 =.elpmaxe na si sihT（4）ascii_a=double(a)ascii_a =Columns 1 through 1284 104 105 115 32 105 115 32 97 110 32 101 Columns 13 through 19120 97 109 112 108 101 46char(ascii_a)ans =This is an example.（5）w=find(a>='a'&a<='z');ascii_a(w)=ascii_a(w)-32;char(ascii_a)ans =THIS IS AN EXAMPLE.（6）A='这是一个算例。

';A_s=size(A)A56=A([5 6])ASCII_A=double(A)A_s =1 7A56 =算例ASCII_A =Columns 1 through 654754 51911 53947 47350 52195 49405 Column 741379char(ASCII_A)ans =这是一个算例。

（7）b='Example ''3.1.2-1'''b =Example '3.1.2-1'（8）ab=[a(1:7),' ',b,' .']ab =This is Example '3.1.2-1' .3.1.3复杂串数组的创建3.1.3.1多行串数组的直接创建【例3.1.3.1-1】多行串数组的直接输入示例。

clearS=['This string array ''has multiple rows.']S =This string arrayhas multiple rows.size(S)ans =2 183.1.3.2利用串操作函数创建多行串数组【例3.1.3.2-1】演示：用专门函数char , str2mat , strvcat创建多行串数组示例。

S1=char('This string array','has two rows.')S1 =This string arrayhas two rows.S2=str2mat('这','字符','串数组','','由4行组成')S2 =这字符串数组由4行组成S3=strvcat('这','字符','串数组','','由4行组成')S3 =这字符串数组由4行组成size(S3)ans =5 53.1.3.3转换函数产生数码字符串【例3.1.3.3-1】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）rand('state',0)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 0.8913 0.4565;0.2311 0.486 0.7621 0.0185]Expression=['exp(-',B_str,')'];eval(Expression)ans =0.3867 0.5451 0.4101 0.63350.7937 0.6151 0.4667 0.9817【例3.1.3.3-2】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。

cleara=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))]; % <7>y_text=['y=',num2str(y_max)]; % <8>max_text=char('maximum',t_text,y_text); % <9>%tit=['y=exp(-',num2str(a),'t)*sin(',num2str(w),'t)']; %<11> plot(t,zeros(size(t)),'k')hold onplot(t,y,'b')plot(t(i_max),y_max,'r.','MarkerSize',20)text(t(i_max)+0.3,y_max+0.05,max_text) % <16>3.1.3.4利用元胞数组创建复杂字符串【例3.1.3.4-1】元胞数组在存放和操作字符串上的应用。

a='MATLAB 6.x ';b='includes new data types:';c1='◆Multidimensional array';c2='◆User-definable data structure'; c3='◆Cell arrays';c4='◆Character array';c5='◆Function handle';c=char(c1,c2,c3,c4,c5);C={a;b;c}; % <5>disp([C{1:2}]) % <6>disp(' ') %disp(C{3}) % <8>MATLAB 6.x includes new data types:◆Multidimensional array◆User-definable data structure◆Cell arrays◆Character array◆Function handle3.1.4串转换函数【例3.1.4-1】fprintf, sprintf, sscanf的用法示例。

rand('state',0);a=rand(2,2);s1=num2str(a)s_s=sprintf('%.10e\n',a)s1 =0.95013 0.606840.23114 0.48598s_s =9.5012928515e-0012.3113851357e-0016.0684258354e-0014.8598246871e-001fprintf('%.5g\\',a)0.95013\0.23114\0.60684\0.48598\s_sscan=sscanf(s_s,'%f',[3,2])s_sscan =0.9501 0.48600.2311 00.6068 03.1.5串操作函数3.2元胞数组3.2.1元胞数组的创建和显示3.2.1.1元胞标识寻访和内容编址寻访的不同3.2.1.2元胞数组的创建和显示2( 元胞数组的创建。

【例 3.2.1.2-1】本例演示：)2C_str=char('这是','元胞数组创建算例 1');R=reshape(1:9,3,3);Cn=[1+2i];S_sym=sym('sin(-3*t)*exp(-t)');（1）直接创建法之一A(1,1)={C_str};A(1,2)={R};A(2,1)={Cn};A(2,2)={S_sym};AA =[2x10 char] [3x3 double][1.0000+ 2.0000i] [1x1 sym ]（2）直接创建法之二B{1,1}=C_str;B{1,2}=R;B{2,1}=Cn;B{2,2}=S_sym;celldisp(B)B{1,1} =这是元胞数组创建算例 1B{2,1} =1.0000 +2.0000iB{1,2} =1 4 72 5 83 6 9B{2,2} =sin(-3*t)*exp(-t)3.2.2元胞数组的扩充、收缩和重组【例3.2.2-1】元胞数组的扩充。