MATLAB程式設計入門篇異質陣列

1、1MATLAB 程式設計入門篇異質陣列張智星 (Roger Jang)臺大資工系 多媒體檢索實驗室MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列2本章重點n異質陣列（Cell Arrays） nMATLAB 在第五版之後才支援的資料型態(tài) n主要功能n將不同的資料型態(tài)儲存於同一個陣列之中n本章重點n建立異質陣列n顯示異質陣列n取用異質陣列MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列3異質陣列(Cell Arrays)n可儲存各種不同型態(tài)的 MATLAB 資料nCell Arrays = 盒子陣列？胞陣列？n異質 = 不同性質的資料型態(tài)MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列4建立異質陣列 - Cell Inde

2、xing n做法：設定異值陣列的元素時，在元素值加上 nEx: cell01.MA(1,1) = This is the first cell.;A(1,2) = 5+j*6 , 4+j*5;A(2,1) = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9;A(2,2) = Tim; Chris MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列5Cell-Indexing (cont)n上例建立了一個二維異質陣列A:2*2內容如下:A(1,1)：This is the first cell字串A(1,2)：5+j*6 4+j*51*2複數(shù)陣列A(2,1)：1 2 34 5 67 8 93*3整數(shù)陣列A(2,2)

3、：Tim, Chris2*2異質陣列MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列6建立異質陣列 - Content Indexing n做法：矩陣使用()來定址 異質陣列使用來定址 nEx: cell02.mA1,1 = this is the first cell.;A1,2 = 5+j*6, 4+j*5;A2,1 = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9;A2,2 = Tim; Chris 結果同上例MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列7建立異質陣列 使用大括號 n第三種方法是直接用大括號一次把所有元素括起來nEx: B = James Bond, 1 2;3 4;5 6; pi, magi

4、c(5) B = James Bond, 1 2;3 4;5 6; pi, magic(5) C = rand(3), ones(2); zeros(5), randperm(4)C = rand(3), ones(2); zeros(5), randperm(4)B =James Bond 3x2 double 3.1416 5x5 doubleC = 3x3 double 2x2 double5x5 double 1x4 double MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列8異值陣列的合併n對於異質陣列的合併,大致上跟陣列合併相同n範例如下 (B,C如上頁) ： M = B C% 將異質陣

5、列 B 及 C 左右並排M = James Bond3x2 double3x3 double2x2 double 3.14165x5 double5x5 double1x4 double MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列9異質陣列的內容顯示n若在 MATLAB 指令視窗內，直接呼叫異質陣列的名稱，MATLAB 通常不直接顯示異質陣列各元素的值，而只能顯示各元素的資料型態(tài)及維度n範例： A A = this is the first cell. 1x2 double 3x3 double 2x1 cell MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列10Cellplot圖示型態(tài)n cellplo

6、t 指令可將異質陣列的內部資料型態(tài)，以圖形的方式顯示nEx:cell03.mA1,1 = this is the first cell.;A1,2 = 5+j*6, 4+j*5;A2,1 = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9;A2,2 = Tim; Chris;cellplot(A)% 以圖形的方式顯示異質陣列 A 的內部資料型態(tài)MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列11ResultTimChrisMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列12celldisp顯示Ex: celldisp(A)% 顯示異質陣列 A 各個構成元素的實際內容A1,1 =this is the first cell

7、.A2,1 = 1 2 3 4 5 6 7 8 9A1,2 = 5.0000 + 6.0000i 4.0000 + 5.0000iA2,21 =TimA2,22 =ChrisMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列13Content Indexing 顯示n先前提過建立異質陣列的方法 - Content Indexing，其實也可以用來直接將異質陣列 A 的各個構成元素內容一次全部顯示出來n用法:n要查看A的內容,在MATLAB下直接輸入: A:% 顯示異質陣列 A 的全部構成元素MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列14Resultans =this is the first cell.ans

8、 =123456789ans =5.0000 + 6.0000i 4.0000 + 5.0000ans = TimChrisMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列15異質陣列的內容取用n直接取用異質陣列的celln取用異值陣列的元素的內部構成單位n一次同時取用或刪除多個元素n異質陣列可以取代以逗點分開的變數(shù)列MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列16直接取用異質陣列的cell (1/2)n以下例子先建立一個異質陣列 B，再取用其中第 1 橫列、第 2 直行的元素： B = James Bond, 1 2;3 4;5 6; pi, magic(5)B = James Bond 3x2 doubl

9、e 3.1416 5x5 double Hint: magic(n)可製造nxn大小的魔方陣MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列17直接取用異質陣列的cell (2/2) F = B1,2% 取用異質陣列 B 的第 1 橫列、第 2 直行的元素Result:F =123456MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列18取用異值陣列的元素的內部構成單位n先用 Content Indexing 的方法，再直接加上一般矩陣的索引法nEx: G = B1,2(3,1) G = 5 MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列19同時取用或刪除多個元素n如上述異質陣列B H = B(2,:)%取用異質陣列 B

10、 的第一橫列所有元素H = 3.1416 5x5 double B(1,:) = %刪除異質陣列 B 的第一橫列所有元素B = 3.1416 5x5 doubleMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列20取代以逗點分開的變數(shù)列Ex: %先建立一個維度為 14 的異質陣列 F = 2 3 5, 1 2 3, Timmy, Annie; F1:2 ans = 2 3 5ans = 1 2 3 MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列21取代以逗點分開的變數(shù)列n上例中, F1:2 會指向 2 3 5, 1 2 3n可將之用於函數(shù)的輸入變數(shù)列，例如： plot(F1:2, -o)Result:22.53

11、3.544.551.82.83MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列22取代以逗點分開的變數(shù)列(cont)n同理，亦可將之用於輸出變數(shù)列：nEx: F1:2 = max(rand(5)F = 1x5 double 1x5 double%F為一1x2的異質陣列MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列23其他相關指令n改變異質陣列的大小n事先預設（Pre-Allocate）空的異質陣列n測試某一變數(shù)是否為異質陣列n將一數(shù)值陣列轉換成異質陣列n將一結構陣列的所有欄位值轉換成異質陣列n將異值陣列轉換為結構陣列n將一結構陣列的某一欄位值轉換成異質陣列MATLAB 程

12、式設計入門篇：異質陣列24改變異質陣列的大小n可使用：運算或reshapenEx:B為2x2異質陣列B = James Bond3x2 double 3.14165x5 doublenResult: M = B(:)M = James Bond 3.1416 3x2 double 5x5 double N = reshape(B,1,4)N = James Bond 3.1416 3x2 double 5x5 double MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列25預設空的異質陣列n利用 cell 指令nEx: E = cell(4, 3)% 事先預設一個 43 空的異質陣列nResult:E

13、 = MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列26測試某變數(shù)是否為異質陣列n可用iscell 指令nEx:iscell01.mC = 1,2,3; This is a test.;iscell(C)ans = 1Hint: 上例中，iscell 的執(zhí)行結果是傳回值 1，代表變數(shù) A 是一個異質陣列，若傳回值 0，則代表不是異質陣列。MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列27數(shù)值陣列轉換成異質陣列 (1/5)nnum2cell 指令可將一數(shù)值陣列轉換成異質陣列， 其使用語法為：nC = num2cell(A, dim)n其中 dim 是代表 不變的維度，若不指定，則將每個元素視為異質陣列裡面的一個

14、 11 矩陣MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列28將數(shù)值陣列轉換成異質陣列 (2/5)nEx:num2cell01.mA = 1 2 3;4 5 6;% 建立一個數(shù)值陣列 AC = num2cell(A)% 將數(shù)值陣列 A 轉成異質陣列 CC = 1 2 3 4 5 6MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列29將數(shù)值陣列轉換成異質陣列 (3/5)n可以將上例數(shù)值陣列 A 中的每一直行， 轉成異質陣列 D 的元素nEx:：num2cell02.mA = 1 2 3;4 5 6;% 建立的一個數(shù)值陣列 AD = num2cell(A, 1)% 1 代表橫列被切割D = 2x1 double 2

15、x1 double 2x1 doubleMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列30將數(shù)值陣列轉換成異質陣列 (4/5)n也可以將數(shù)值陣列 A 的每一橫列， 轉成異質陣列 E 的元素nEx:num2cell03.mA = 1 2 3;4 5 6;% 建立的一個數(shù)值陣列 AE = num2cell(A, 2)% 2 代表直行被切割E = 1x3 double1x3 doubleMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列31將數(shù)值陣列轉換成異質陣列 (5/5)n若需要更複雜的轉換，可以使用mat2cell指令nEx:X = 1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12C = mat2cell

16、(X,1 2,1 3)X = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12C = 1 1x3 double 2x1 double 2x3 doubleMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列32將結構陣列轉換成異質陣列nstruct2cell 指令可將一結構陣列的所有欄位值轉換成異質陣列。nEx: = Tim;student.age = 8;%student為一structsCell = struct2cell(student)sCell = Tim 8MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列33將異值陣列轉換為結構陣列n另外有一個 c

17、ell2struct 指令n可以將異值陣列轉換為結構陣列n詳細說明請參考本書的下一章結構陣列。MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列34將結構陣列的某一欄位值轉換成異質陣列n使用 deal 指令nEx:deal01.mS = struct(name,Tim,Annie,age, 8,5); sCell1:length(S) = deal(S.name)sCell = Tim AnnieMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列35deal 指令ndeal 指令的輸入及輸出引數(shù)需有相同個數(shù)n如上例中，sCell1:length(S) 的作用即是產生以逗點分開的輸出變數(shù)列。n善用 deal 指令，可達

18、成事半功倍之效，n以下欲列出 MATLAB 根目錄下所有目錄（不含檔案）MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列36Ex:deal02.mdirInfo = dir(matlabroot);% 列出 MATLAB 的根目錄的各種資訊n = length(dirInfo);% 檔案及目錄的個數(shù)1:n = deal(dirI);% 包含檔案及目錄名稱dirs = (dirInfo.isdir)% dirs 包含各目錄名稱MATLAB 程式設計入門篇：異質陣列37Resultdirs = Columns 1 through 10. .bin demosexternhelpjajavanotebookrtwColumns 11 through 17simulink stateflowsys toolboxuninstall webserverworkMATLAB 程式設計入門篇：異質陣列38本章指令彙整