Matlab数组

MATLAB中所有数据类型的所有变量都是多维数组。向量是一维数组，矩阵是二维数组。

我们前面已经讨论和学习过向量和矩阵。 在本章中，将讨论和学习多维数组。 然而，在此之前，让我们先学习一些特殊类型的数组。

MATLAB中的特殊数组

在本节中，我们将讨论学习一些创建一些特殊数组的函数。对于这些函数，单个参数创建一个正方形数组，双参数创建矩形数组。

zeros()函数是用来创建一个全零的数组 -

例如 -

zeros(5)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> zeros(5)

ans =

     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0
     0     0     0     0     0
Shell

ones()函数创建一个所有元素为1的数组 -

例如 -

ones(4,3)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> ones(4,3)

ans =

     1     1     1
     1     1     1
     1     1     1
     1     1     1
Shell

eye()函数创建一个单位矩阵。

例如 -

eye(4)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> eye(4)

ans =

     1     0     0     0
     0     1     0     0
     0     0     1     0
     0     0     0     1
Shell

rand()函数在(0,1) - 上创建均匀分布的随机数的数组 -

例如 -

rand(3, 5)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> rand(3, 5)

ans =

    0.8147    0.9134    0.2785    0.9649    0.9572
    0.9058    0.6324    0.5469    0.1576    0.4854
    0.1270    0.0975    0.9575    0.9706    0.8003
Shell

魔方

魔方是一个平方，它产生相同的和，它的元素被逐行，逐列或者对角线地添加时。

magic()函数创建一个魔术方阵。这需要一个参数，指定正方形的大小。 参数必须是大于或等于3的标量。

magic(4)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> magic(4)

ans =

    16     2     3    13
     5    11    10     8
     9     7     6    12
     4    14    15     1
Shell

多维数组

具有二维以上的数组在MATLAB中被称为多维数组。MATLAB中的多维数组是正常二维矩阵的扩展。

通常要生成一个多维数组，首先创建一个二维数组然后再扩展它。

例如，让我们创建一个二维数组a。

a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]

a =

     7     9     5
     6     1     9
     4     3     2
Shell

数组a是3×3数组; 可以通过提供以下值来添加第三维：

a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

a =

ans(:,:,1) =

   0   0   0
   0   0   0
   0   0   0

ans(:,:,2) =

   1   2   3
   4   5   6
   7   8   9
Shell

还可以使用ones()，zeros()或rand()函数来创建多维数组。

例如，

b = rand(4,3,2)
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

Trial>> b = rand(4,3,2)

b(:,:,1) =

    0.1419    0.9595    0.9340
    0.4218    0.6557    0.6787
    0.9157    0.0357    0.7577
    0.7922    0.8491    0.7431


b(:,:,2) =

    0.3922    0.0318    0.8235
    0.6555    0.2769    0.6948
    0.1712    0.0462    0.3171
    0.7060    0.0971    0.9502
Shell

也可以使用cat()函数来构建多维数组。它沿着指定的维度连接数组列表 -

cat()函数的语法是 -

B = cat(dim, A1, A2...)
MATLAB

其中,

• B是创建的新阵列

• A1，A2，...是要连接的数组

• dim是连接数组的大小

例子

创建脚本文件并在其中键入以下代码 -

a = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1];
b = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];
c = cat(3, a, b, [ 2 3 1; 4 7 8; 3 9 0])
MATLAB

执行上面示例代码，得到以下结果 -

c(:,:,1) =
     9     8     7
     6     5     4
     3     2     1
c(:,:,2) =
     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9
c(:,:,3) =
     2     3     1
     4     7     8
     3     9     0
Shell

数组函数

MATLAB提供以下函数来对数组内容进行排序，旋转，排列，重新成形或移位。

函数	描述
length	向量的大小或数组的长度
ndims	数组的维数
numel	数组的元素数量
size	数组的维度
iscolumn	确定输入是否为列向量
isempty	确定数组是否为空
ismatrix	确定输入是否为矩阵
isrow	确定输入是否为行向量
isscalar	确定输入是否为标量
isvector	确定输入是否为向量
blkdiag	从输入参数构造块对角矩阵
circshift	循环移位
ctranspose	复共轭转置
diag	矩阵对角矩阵和对角线
flipdim	沿着指定的尺寸翻转数组
fliplr	从左到右翻转矩阵
flipud	向下翻转矩阵
ipermute	反转N-D阵列的置换维度
permute	重新排列N-D数组的维度
repmat	复制和平铺数组
reshape	重塑数组
rot90	旋转矩阵90度
shiftdim	移动维度
issorted	确定设置元素是否按排序顺序
sort	按升序或降序排列数组元素
sortrows	按升序排列行
squeeze	删除单例维度
transpose	转置
vectorize	向量化表达式

例子

以下的例子说明了上面提到的一些函数。

长度，尺寸和元素数量：

创建脚本文件并键入以下代码 -

x = [7.1, 3.4, 7.2, 28/4, 3.6, 17, 9.4, 8.9];
length(x)  % length of x vector
y = rand(3, 4, 5, 2);
ndims(y)    % no of dimensions in array y
s = ['Zara', 'Nuha', 'Shamim', 'Riz', 'Shadab'];
numel(s)   % no of elements in s
MATLAB

运行文件时，显示以下结果 -

ans =  8
ans =  4
ans =  23
Shell

数组元素的循环移位

创建脚本文件并在其中键入以下代码 -

a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]  % the original array a
b = circshift(a,1)         %  circular shift first dimension values down by 1.
c = circshift(a,[1 -1])    % circular shift first dimension values % down by 1 
                           % and second dimension values to the left % by 1.
MATLAB

运行文件文件时，显示以下结果 -

a =
     1     2     3
     4     5     6
     7     8     9

b =
     7     8     9
     1     2     3
     4     5     6

c =
     8     9     7
     2     3     1
     5     6     4
Shell

排序数组

创建脚本文件并在其中键入以下代码 -

v = [ 23 45 12 9 5 0 19 17]  % horizontal vector
sort(v)                      % sorting v
m = [2 6 4; 5 3 9; 2 0 1]    % two dimensional array
sort(m, 1)                   % sorting m along the row
sort(m, 2)                   % sorting m along the column
MATLAB

运行文件文件时，显示以下结果 -

v =
    23    45    12     9     5     0    19    17
ans =
     0     5     9    12    17    19    23    45
m =
     2     6     4
     5     3     9
     2     0     1
ans =
     2     0     1
     2     3     4
     5     6     9
ans =
     2     4     6
     3     5     9
     0     1     2
Shell

单元阵列

单元格阵列是索引单元的数组，其中每个单元格可以存储不同维度和数据类型的数组。

单元格函数用于创建单元格数组。单元格函数的语法是 -

C = cell(dim)
C = cell(dim1,...,dimN)
D = cell(obj)
MATLAB

其中，

• C是单元阵列;

• dim是一个整数或整数向量，它指定单元格数组C的维数;

• dim1，...，dimN是指定C大小的标量整数;

• obj是以下之一：

• Java数组或对象

• 类型为System.String或System.Object的.NET数组

示例

创建脚本文件并在其中键入以下代码 -

c = cell(2, 5);
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}
MATLAB

运行文件时，得到以下结果 -

c = 
{
  [1,1] = Red
  [2,1] =  1
  [1,2] = Blue
  [2,2] =  2
  [1,3] = Green
  [2,3] =  3
  [1,4] = Yellow
  [2,4] =  4
  [1,5] = White
  [2,5] =  5
}
Shell

访问单元格数组数据

有两种方法来引用单元格数组的元素 -

• 将第一个括号()中的索引包围，以引用单元格集

• 将大括号{}中的索引括起来，以引用单个单元格内的数据

当将索引包围在第一个括号中时，它指的是这组单元格。

括号中的单元格数组索引是指单元格集。

例如：

c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c(1:2,1:2)
MATLAB

运行文件时，得到以下结果 -

ans = 
{
  [1,1] = Red
  [2,1] =  1
  [1,2] = Blue
  [2,2] =  2
}
Shell

还可以通过用花括号索引来访问单元格的内容。

例如 -

c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c{1, 2:4}
MATLAB

运行文件时，得到以下结果 -

ans = Blue
ans = Green
ans = Yellow
Shell

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