《MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)教程》課件第6章

第6章MATLAB字符串與文件操作6.1字符串與字符串矩陣6.2字符串運算6.3字符串操作6.4字符串顯示、打印與格式轉(zhuǎn)換6.5字符串轉(zhuǎn)換6.6字符串的搜索與替換6.7字符串的比較與判斷6.8字符串執(zhí)行與宏6.9文件操作6.1字符串與字符串矩陣

6.1.1字符串的生成

1．字符串

MATLAB具有強大的數(shù)值處理、符號運算和圖形處理能力等，然而在應(yīng)用中也經(jīng)常需要文本操作和文本處理，例如在繪圖時把標號和標題放在圖上等。文件的打開、關(guān)閉等操作都要使用字符串，在MATLAB中，文本當做特征字符串或簡單地當做字符串來處理。

MATLAB的字符串是由單引號括起來的簡單文本，一個字符串是存儲在一個行向量中的文本，這個行向量中的每一個元素代表一個字符。實際上，元素中存放的是字符的內(nèi)部代碼，也就是ASCII碼。當在屏幕上顯示字符變量的值時，顯示出來的是文本，而不是ASCII數(shù)字。由于字符串是以向量的形式來存儲的，因此可以通過它的下標對字符串中的任何一個元素進行訪問。

字符矩陣也是如此，但是它的每行字符數(shù)必須相同。

由于字符串實際上是ASCII值的數(shù)值數(shù)組，因此可以直接生成字符串，其語法如下：

(1)由單引號確定賦值。

S=‘AnyCharacters’：產(chǎn)生一個字符數(shù)組或字符串，S為字符數(shù)組或字符串的名稱，它實際上是一個向量，其元素是字符的數(shù)值，S的長度是所含字符個數(shù)。如可以使用下面的命令賦值：

>>S=‘Thisisastring!’

S=

Thisisastring!

如果字符串內(nèi)有單引號出現(xiàn)，字符串內(nèi)的單引號使用兩個連續(xù)的單引號來表示。例如：

>>v=‘Ican’‘tfindGREEN!’

v=

Ican'tfindGREEN!字符串中的每個字符(含空格)都是字符數(shù)組的一個元素，因此字符串和字符數(shù)組實際上是等價的。

>>s2=['matlab_R2010a']

s2=

matlab_R2010a

(2)?S=[S1S2...]：由字符數(shù)組S1、S2…連接生成一個新的字符數(shù)組S。例如：

>>v='Ican''tfindGREEN!';

>>s2=['matlab_R2010a'];

>>S=[vs2]

S=

Ican'tfindGREEN!matlab_R2010a

MATLAB提供了大量的字符串函數(shù)，如表6-1所示。

2．字符串的尺寸

字符串實際是一個字符數(shù)組，在字符串里的每個字符是數(shù)組里的一個元素。同MATLAB的其他變量一樣，字符串的存儲要求每個字符8個字節(jié)。由于ASCII字符只要求一個字節(jié)，7/8所分配的存儲空間沒有使用，故這種存儲要求是很浪費的。然而，對字符串保持同樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可簡化MATLAB的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。用size()函數(shù)可測量字符串的字符數(shù)。例如：

>>t='學習MATLAB，非常有用！';

>>size(t)

ans=

114

測試出字符串t有14個字符，而whos()函數(shù)可以顯示字符串的詳細信息，例如：

>>whos

NameSizeBytesClass

t1x1428chararray

用size()函數(shù)測量出該字符串是一個1?×?14的數(shù)組，由于中文字符占2個字節(jié)，因此whos()函數(shù)命令會顯示該數(shù)組占28個字節(jié)。6.1.2字符串矩陣

在MATLAB中，字符串一般是ASCII值的數(shù)值數(shù)組，它作為字符串表達式進行顯示。與普通數(shù)組一樣，字符串也可以形成矩陣，表現(xiàn)為一個字符串有多行，但是這些行的列數(shù)必須相同。如果列數(shù)不同，要用空格補齊以使所有行有相同長度，例如：

>>v=[‘Characterstringshavingmorethan’

‘onerowmusthavethesamenumber’

‘ofcolumnjustlikematrices!’]

v=

Characterstringshavingmorethan

onerowmusthavethesamenumber

ofcolumnjustlikematrices!

1．str2mat()函數(shù)

多個字符串可以用str2mat()函數(shù)構(gòu)造出字符串矩陣。例如：

>>B=str2mat(S,'MARY','GREEN','BUSH')

B=

Thisisastring!

MARY

GREEN

BUSH

每行有同樣數(shù)目的元素，較短行用空格補齊，使結(jié)果形成一個有效的矩陣。

2．char()函數(shù)

使用char()函數(shù)可以創(chuàng)建長度不一致的字符串矩陣。char()函數(shù)自動將所有字符串的長度設(shè)置為輸入字符串中長度的最大值。語法如下：

(1)?S=char(X)：將正整數(shù)數(shù)組X轉(zhuǎn)換為MATLAB字符數(shù)組S，X超出0～65?535范圍的數(shù)值是沒定義的。

(2)?S=char(C)：當C是串的一個單元數(shù)組時，將其元素排列為字符數(shù)組的行元素。使用cellstr()函數(shù)可以將其轉(zhuǎn)換回來。

(3)?S=?char(t1,t2,t3,..)：生成字符數(shù)組S，它包含按行排列的文本串t1、t2、t3...，每一個文本參數(shù)ti，可以是一個字符數(shù)組。char()函數(shù)自動將所有字符串的長度設(shè)置為輸入字符串中長度的最大值，其余串自動用空格填充，這就允許生成任意大小的字符數(shù)組，空串也是合法的。例如：

>>s3=char('M','a','t','l','a','b')

s3=

M

a

t

l

a

b

>>s3'

ans=Matlab

3．列串與strvcat()函數(shù)

strvcat()函數(shù)可生成垂直排列的串，命令格式為strvcat(‘Hello’,‘Yes’)，其效果等同于[‘Hello’;‘Yes’]。例如：

>>t1=‘first’;t2=‘string’;t3=‘matrix’;t4=‘second’;

>>S1=strvcat(t1,t2,t3)

S1=

first

string

matrix

>>S2=strvcat(t4,t2,t3)

S2=

second

string

matrix

>>S3=strvcat(S1,S2)

S3=

first

string

matrix

second

string

matrix 6.2字?符?串?運?算

由于字符串一般是ASCII值的數(shù)值數(shù)組，因此可以進行算術(shù)運算。

6.2.1abs()函數(shù)取數(shù)組的絕對值

最簡單和計算上最有效的方法是取數(shù)組的絕對值。函數(shù)abs(t)將字符串t轉(zhuǎn)換為ASCII值的數(shù)值向量。例如：

>>t='學習MATLAB，非常有用！';

>>u=abs(t)

u=23398200647765847665666529238750241202637729992652816.2.2字符串逆轉(zhuǎn)換與setstr()函數(shù)

MATLAB提供了逆轉(zhuǎn)換，可將ASCII值的數(shù)值轉(zhuǎn)換為字符串。

>>v=setstr(u)

v=

學習MATLAB，非常有用！6.2.3字符的加法運算

字符的加法運算實際上是字符ASCII值的加法。

>>abs('O')

ans=79

>>abs('K')

ans=75

>>'O'+'K'

ans=

154

(1)在上節(jié)的例子里，字符串加零，但ASCII值并不改變，逆轉(zhuǎn)換后仍為原字符串。例如：

>>u0=t+0

u0=

2339820064776584

7665666529238750

24120263772999265281

>>setstr(u0)

ans=

學習MATLAB，非常有用！

(2)如果改變了字符串的ASCII值，逆轉(zhuǎn)后已經(jīng)不是原字符串。例如：

>>u1=t+1

u1=

2339920065786685

7766676529338751

24121263782999365282

>>setstr(u1)

ans=

孧鄉(xiāng)NBUMBC－靟帹朊甩＂

但在上面的第2個例子里，加1到字符串改變了它的ASCII值，逆轉(zhuǎn)換后已經(jīng)不是原字符串，這里是亂碼。 6.3字?符?串?操?作

6.3.1字符串尋址、編址與子字符串

字符串可以像數(shù)組一樣進行尋址與編址，并生成子字符串。

1．字符串尋址

因為字符串是數(shù)值數(shù)組，它們可以用MATLAB中所有可利用的數(shù)組操作工具進行操作。例如，字符串尋址：

>>u=t(3:end)找出字符串t中，從第3個字符到字符串結(jié)束的子串。

u=

MATLAB，非常有用！

>>u=t(1:8)

找出字符串t中，從第1個字符到第8個字符的子串。

u=

學習MATLAB

2．字符串編址

字符串也可以像數(shù)組一樣進行編址。這里元素3到8包含單詞MATLAB：

>>u=t(8:-1:3)

u=

BALTAM

這是單詞MATLAB的反向拼寫。6.3.2字符串轉(zhuǎn)置

用轉(zhuǎn)置算子將單詞MATLAB變換成一個列。例如：

>>u=t(3:8)‘

u=

M

A

T

L

A

B6.3.3字符串的連接

1．直接連接字符串

字符串連接不可以使用加法符號“+”，但可以直接從數(shù)組連接中得到。例如：

>>t=‘學習MATLAB,非常有用！’;

>>s=‘OK,’;

>>ts=[st]

ts=

OK,學習MATLAB,非常有用！

2．橫向連接字符串

使用strcat()函數(shù)可以實現(xiàn)字符串的橫向連接。語法如下：

S=strcat(S1,S2,...)：由S1、S2…連接生成一個新的字符數(shù)組S。S1、S2…，可以是字符數(shù)組或字符串單元數(shù)組，當輸入是字符數(shù)組時，輸出也是字符數(shù)組，函數(shù)自動刪除尾部的白空格，包括空格、回車、換行、tab和verticaltab等ASCII碼；當輸入有字符串的單元數(shù)組時，strcat返回串的單元數(shù)組，函數(shù)不刪除尾部的白空格。

(1)直接連接字符串。例如：

>>st=strcat(s,t)

st=

OK,學習MATLAB,非常有用！

>>a=‘hello,’;b=‘goodbye’;c=‘!’;

>>abc=strcat(a,b,c)

abc=

hello,goodbye!

(2)連接單元字符數(shù)組，所有單元數(shù)組的行數(shù)必須相同，對應(yīng)元素直接連接。例如：

>>a={'abcde','fghi'};b={'jkl','mn'};

>>ab=strcat(a,b)

ab=

'abcdejkl''fghimn'

>>c={'Q'};

>>abc=strcat(a,b,c)

abc=

'abcdejklQ''fghimnQ'

3．縱向連接字符串

使用strvcat()函數(shù)可以實現(xiàn)字符串的縱向連接。語法如下：

S=strvcat(S1,S2,...)：由S1、S2…連接生成一個新的字符或串的列數(shù)組S。例如：

>>t1=‘first’;t2=‘string’;t3=‘matrix’;t4=‘second’;

>>S1=strvcat(t1,t2,t3)

S1=

first

string

matrix

>>S2=strvcat(t4,t2,t3)

S2=

second

string

matrix

>>S3=strvcat(S1,S2)

S3=

first

string

matrix

second

string

matrix 6.4字符串顯示、打印與格式轉(zhuǎn)換

6.4.1disp()函數(shù)

函數(shù)disp(X)顯示一個數(shù)組，而不打印數(shù)組名，如果X包含文本串，該串則被顯示。

>>disp('Displaysanarray!')

Displaysanarray!

另一種方法是使用變量顯示，首先使用“X=…”進行賦值，然后調(diào)用該變量進行顯示，函數(shù)disp(X)允許不打印它的變量名而顯示一個字符串。例如：

>>u='Displaysanarray!';

>>disp(u)

Displaysanarray!

注意，函數(shù)disp()不顯示一個空數(shù)組。

6.4.2fprintf()函數(shù)

1．把數(shù)據(jù)寫入文本文件

fprintf()函數(shù)可以把數(shù)據(jù)寫入文本文件，其使用語法如下：

(1)fprintf(fileID,format,A,...)：該語句將數(shù)據(jù)A及后面其他參數(shù)中數(shù)字的實部以format指定的格式寫入到fileID指定的文件中，如果A是矩陣，則包括矩陣中的所有元素。

(2)?fprintf(format,A,...)：同上。該語句以format指定的格式顯示。

(3)?count=fprintf(fileID,format,A,...)：同上。返回寫入數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。

上面語句中，各參數(shù)的意義如下：

(1)?fileID是下列取值之一：

從fopen()函數(shù)獲得的文件標識的整型數(shù)字。

1：輸出到標準輸出設(shè)備(顯示器)，該值為默認，常省略。

2：標準出錯信息。圖6-1format參數(shù)的選項

(2)參數(shù)format是由單引號括起來的，且以%開頭的串，共由五個部分組成，format參數(shù)的選項如圖6-1所示。

它們分別為：

打頭的“%”與標志符：標志符包括轉(zhuǎn)換符號和子類，用于指示輸出的類型和格式，可以選擇的內(nèi)容如表6-2所示。

標記(flag)：為可選部分，用于控制輸出的對齊方式，可以選擇的內(nèi)容如表6-3所示。

寬度和精度指示，為可選部分。用戶可以通過數(shù)字指定輸出數(shù)字的寬度及精度，格式如下：

%6f，指定數(shù)字的寬度位數(shù)；

%6.2f，指定數(shù)字的寬度及精度；

%.2f，指定數(shù)字的精度。

要打印(顯示)的文本。

結(jié)束符號，為必需部分。包括轉(zhuǎn)義符，轉(zhuǎn)義符用于指定輸出的符號，可以選擇的內(nèi)容如表6-4所示。

例6-4-1

利用fprintf()函數(shù)在顯示器上輸出字符串“It'sFriday.”

解程序如下：

>>fprintf(1,'It''sFriday.\n')

It'sFriday.

在該例中，利用1表示顯示器，格式中用兩個單引號顯示一個單引號，并且使用\n進行換行。

>>fprintf('PrintingtheDocumentation！')

PrintingtheDocumentation！>>在上面例子里，fprintf顯示字符串，然后立即給出MATLAB提示符。如果在該例子里，使用“\n”插入一個換行符，則在MATLAB提示符出現(xiàn)之前創(chuàng)建一個新行。

>>fprintf('PrintingtheDocumentation！\n')

PrintingtheDocumentation！

>>B=[8.87.7;...

88007700];

fprintf('Xis%4.2fmetersor%8.3fmm\n',9.9,9900,B)

Xis9.90metersor9900.000mm

Xis8.80metersor8800.000mm

Xis7.70metersor7700.000mm

%號前面的是要顯示的文本，B是矩陣。

2．顯示文本

fprintf()函數(shù)經(jīng)常代替disp()函數(shù)。默認情況下，fprintf()函數(shù)把格式化的數(shù)據(jù)寫到當前的命令窗口顯示結(jié)果。fprintf()函數(shù)的使用語法如下：

(1)?fprintf(text)：fprintf()函數(shù)以默認的格式顯示文本text的內(nèi)容。

(2)?fprintf(format,var)：var的內(nèi)容以format指定的格式顯示。

>>fprintf('HelloChina!');

顯示結(jié)果：HelloChina!>>

加上換行符號：

>>fprintf('HelloChina!\n');

顯示結(jié)果：HelloChina!6.4.3sprintf()函數(shù)

無論是fprintf()還是sprintf()函數(shù)，都以同樣的方式處理輸入?yún)⒘浚玣printf()把輸出送到顯示屏或文件中，而sprintf()則把輸出返回到一個字符串中。

sprintf()函數(shù)的語法如下：

[s,errmsg]=sprintf(format,A,...)

其中，s是sprintf()輸出返回的字符串，errmsg是出錯信息，如果沒有出錯信息，則errmsg是一個空矩陣。format參數(shù)是一個包含C語言轉(zhuǎn)換特性的串，矩陣A中的數(shù)據(jù)按照format參數(shù)的格式進行轉(zhuǎn)換。

%是格式符號的開始標記，其他符號的意義與fprintf()函數(shù)的意義相同。

例如：

>>p=sprintf('%-8.5g\n',pi);

>>disp(p)

3.1416

>>p=sprintf('%+8.5g\n',pi);

>>disp(p)

+3.1416

>>p=sprintf('%08.5g\n',pi);

>>disp(p)

003.1416

>>t=sprintf('半徑為%4g的圓，其面積為：%4g。',rad,area);

>>disp(t)

半徑為2.5的圓，其面積為19.635。

>>t=sprintf('半徑為%.4g的圓，其面積為：%.4g。',rad,area);

>>disp(t)

半徑為2.5的圓，其面積為19.63。

當需要比缺省函數(shù)disp()、num2str()和int2str()所提供的更多的控制時，使用fprintf()和sprintf()是比較方便的。

注意，對e和f格式，小數(shù)點右邊的十進制數(shù)就是小數(shù)點右邊要顯示的多少位數(shù)字。相反，在g的格式里，小數(shù)點右邊的十進制數(shù)指定了顯示數(shù)字的總位數(shù)。另外，注意最后的五行，其結(jié)果指定為8個字符長度，且是右對齊。在最后一行，8被忽略，因為指定超過了8位。 6.5字?符?串?轉(zhuǎn)?換

6.5.1數(shù)字轉(zhuǎn)換成字符串

函數(shù)int2str()和num2str()把數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符、字符串或字符變量，這些函數(shù)是很有用的，例如：

把數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串，作為繪圖的題頭或標簽；

字符串連接用來把所轉(zhuǎn)換的數(shù)嵌入到一個字符串句子中。

1．int2str()函數(shù)將整形數(shù)轉(zhuǎn)換為字符

int2str()函數(shù)將整型數(shù)轉(zhuǎn)換為字符、字符串或字符變量，命令形式如下：

(1)

str=int2str(N)：把整型數(shù)值N轉(zhuǎn)換成字符、字符串str，N可以是單個數(shù)字、向量、數(shù)組、矩陣或表達式。例如：

>>int2str(2+3)

ans=5

(2)?s=int2str(x)：將數(shù)x轉(zhuǎn)換為字符變量s。當x是普通有理數(shù)時，將對其四舍五入后再進行轉(zhuǎn)換。當x是復數(shù)時，將只對其實部進行轉(zhuǎn)換。例如：

>>x1=19;s1=int2str(x1)

s1=19

>>x2=2.4;

>>s2=int2str(x2) %先把變量x2四舍五入，然后再轉(zhuǎn)換為字符型變量s2

s2=2

>>x3=2.9+5*i; %變量x3是復數(shù)，只對其實部進行轉(zhuǎn)換，對其四舍五入后再進行轉(zhuǎn)換

>>s3=int2str(x3)

s3=3

2．num2str()函數(shù)將數(shù)值轉(zhuǎn)換為字符

num2str()函數(shù)可以將數(shù)值轉(zhuǎn)換為字符、字符串，也可以用于將普通數(shù)值變量轉(zhuǎn)換為字符變量。函數(shù)num2str()的使用方法如下：

(1)?str=num2str(A)：轉(zhuǎn)換數(shù)組A為串表達式str。轉(zhuǎn)換浮點數(shù)的最大精度為4位小數(shù)，如果需要可以轉(zhuǎn)換為指數(shù)形式。對于整型數(shù)值，num2str()返回該值精確的字符串值。

(2)?str=num2str(A,precision)：precision指定轉(zhuǎn)換的精度。

(3)?str=num2str(A,format)：使用format提供的格式轉(zhuǎn)換數(shù)組A為串表達式str。與fprintf()函數(shù)類似，默認使用“%11.4g”格式，轉(zhuǎn)換浮點數(shù)的最大精度為4位小數(shù)，如果需要可以轉(zhuǎn)換為指數(shù)形式。

(4)?s=num2str(x)：將普通數(shù)值x轉(zhuǎn)換為字符變量s。規(guī)則是在int2str()命令中對x的限制則全部取消，這條命令在圖形與圖例的標注中非常有用。

無論是num2str()還是int2str()都需調(diào)用函數(shù)sprintf()，它用類似C語言的語法把數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串。例如：

希望把一個數(shù)值嵌入到字符串中：

>>rad=2.5;area=pi*rad^2;

>>t=['半徑為'num2str(rad)'的圓，其面積為：'num2str(area)'。'];

>>disp(t)

半徑為2.5的圓，其面積為：19.635。

把數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串，作為繪圖的題頭或標簽：

>>title(['casenumber'int2str(n)])6.5.2字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字

在字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字的逆方向轉(zhuǎn)換中，使用str2num()函數(shù)是很方便的。串可以是普通的數(shù)字串、小數(shù)串、帶符號的數(shù)字串、冪或比例因子串，以及復數(shù)串等。命令形式如下：

x=str2num(s)：把字符串變量

s轉(zhuǎn)化為數(shù)值

x。當

s是一個包含非數(shù)字的字符變量時，str2num(s)將返回一個空矩陣[]。例如：

>>s='123e+5'; %astringcontainingasimplenumber

>>a=str2num(s)

a=12300000

>>class(a)

ans=double

>>s2='12a'; %字符串變量s2包含非數(shù)字的字符變量a

>>x2=str2num(s2)

x2=

[]使用str2num()函數(shù)也可以轉(zhuǎn)換字符矩陣。例如：

>>s='[12;pi4]';%astringofaMATLABmatrix

>>str2num(s)

ans=

1.00002.0000

3.14164.0000

函數(shù)str2num()既不能接受用戶定義的變量，也不能執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程的算術(shù)運算。6.5.3字符的大小寫轉(zhuǎn)換

下面將舉例說明把一個字符串轉(zhuǎn)換成大寫的過程。首先，函數(shù)find()找出小寫字符的下標值；然后，從小寫元素中減去小寫與大寫之差；最后，用setstr()函數(shù)把求得的數(shù)組轉(zhuǎn)換成它的字符串表示。

>>u='IfYouAreUsingMATLABfortheFirstTime';

>>disp(u)

IfYouAreUsingMATLABfortheFirstTime

>>i=find(u>='a'&u<='z')

i=

Columns1through11

3671011141516172627

Columns12through22

2830313235363738414243

>>u(i)=setstr(u(i)-('a'-'A'))

u=

IFYOUAREUSINGMATLABFORTHEFIRSTTIME

使用upper()、lower()函數(shù)可以直接實現(xiàn)字符的大小寫轉(zhuǎn)換，例如：

>>u='IfYouAreUsingMATLABfortheFirstTime';

>>U=upper(u)

U=

IFYOUAREUSINGMATLABFORTHEFIRSTTIME

>>lower(U)

ans=

ifyouareusingmatlabforthefirsttime6.6字符串的搜索與替換6.6.1strtok()函數(shù)使用strtok()函數(shù)可以尋找出字符串中由特定字符指定的、第一次出現(xiàn)的標記前面的字符，空格是缺省限定字符，其語法如下：

token=strtok('str')

token=strtok('str',delimiter)

[token,rem]=strtok(...)

(1)?token=strtok('str')：使用默認的限定符(白空格，包括ASCII9的tab、ASCII13的回車和ASCII32的空格)，白空格前面的任何限定符都被忽略。如果str是一個串的單元數(shù)組，則token是標記的單元數(shù)組。例如：

>>s='Thisisasimpleexample.';

>>token=strtok(s)

返回串中第一個空格前的字符串：

token=

This

(2)?token=strtok('str',delimiter)：返回文本串str的第一個標記，向量delimiter使用所有合法的限定符號，delimiter前面的任何限定符都被忽略。

>>token=strtok(s,'a')

返回串中第一個限定符a前的字符串：

token=

Thisis

>>token=strtok(s,'s')

返回串中第一個限定符s前的字符串：

token=

Thi

(3)?[token,rem]=strtok(...)：返回字符串的剩余部分，如果str是一個串的單元數(shù)組，則token是標記的單元數(shù)組，rem是字符數(shù)組。例如：

>>[token,rem]=strtok(s,'a')

token=

Thisis

rem=

asimpleexample.6.6.2strfind()和findstr()函數(shù)

1．strfind()函數(shù)

使用strfind()函數(shù)在長字符串s1內(nèi)找出短字符串s2，其語法如下：

k=strfind(str1,str2)：findstr()函數(shù)大小寫敏感，在雙精度數(shù)組k中返回每個子字符串s2出現(xiàn)的開始索引值，如果沒有找到s2或者字符串s2的長度大于字符串s1則返回空數(shù)組。例如：

>>s='Thisisasimpleexample.';

>>k=strfind(s,'s')

k=

6913

2．findstr()函數(shù)

findstr()函數(shù)用于在一個字符串s1中查找子字符串s2，返回子字符串的起始位置下標值，執(zhí)行時系統(tǒng)首先判斷兩個字符串的長短，然后在長的字符串中檢索短的子字符串。語法如下：

k=findstr(str1,str2)：findstr()函數(shù)大小寫敏感，在雙精度數(shù)組k中返回每個子字符串s2出現(xiàn)的開始索引值，當不匹配時，如果沒有找到則返回空數(shù)組，findstr()函數(shù)對字符串矩陣不起作用。例如：

>>k=findstr(s,'s')

k=

6913與strfind()函數(shù)不同之處是，findstr()函數(shù)的兩個輸入?yún)?shù)的次序無關(guān)緊要，這在不知道兩個輸入串哪個長哪個短的情況下是非常有用的。例如：

>>s='Findthestartingindicesoftheshorterstring.';

>>findstr(s,'the')

ans=

630

>>findstr('the',s)

ans=

630

3．strmatch()函數(shù)

strmatch()函數(shù)在字符數(shù)組的每一行中查找是否存在待查找的字符串，存在則返回1，否則返回0。語法為：

strmatch('str',STRS)：查找str中以STRS開頭的字符串。另外，可以用strmatch('str',

STRS,'exact')，查找精確包含STRS的字符串。6.6.3字符串的替換

strrep()函數(shù)執(zhí)行簡單的字符串替代，用于查找字符串中的子字符串，并將其替換為另一個子字符串。該函數(shù)對字符串矩陣不起作用。語法如下：

str=strrep(str1,str2,str3)：用串str3替換在串str1中出現(xiàn)的所有字符或字符串str2。例如：

>>b='PeterPiperpickedapeckofpickledpeppers';

>>strrep(b,'p','P')

ans=

PeterPiPerPickedaPeckofPickledPePPers

>>strrep(b,'Peter','Pamela')

ans=

PamelaPiperpickedapeckofpickledpeppers 6.7字符串的比較與判斷

6.7.1字符串的比較

1．strcmp()、strcmpi()函數(shù)使用strcmp()、strcmpi()函數(shù)可進行字符串比較，strcmp()函數(shù)對大小寫敏感，而strcmpi()函數(shù)對大小寫不敏感。語法如下：

(1)?TF=strcmp('str1','str2')：用于比較兩個字符串是否相同。比較串str1與str2，如果相同，則TF為1(真)；否則為0(假)，即str1與str2不相同。當所比較的兩個字符串是單元字符數(shù)組時，返回值為一個列向量，元素為相應(yīng)行比較的結(jié)果。

(2)?TF=strcmp(‘str’,C)：串str與單元矩陣C中的每一個元素比較，str是一個字符向量或1?×?1的單元矩陣，C是一個串單元矩陣。TF是與C的維數(shù)相同的矩陣，如果比較結(jié)果相同則TF中該元素為1(真)，否則為0(假)。該函數(shù)要比較的兩個輸入?yún)?shù)的次序是無關(guān)緊要的，即比較結(jié)果與兩個輸入?yún)?shù)的次序無關(guān)。

(3)?TF=strcmp(C1,C2)：單元矩陣C1與單元矩陣C2中的每一個對應(yīng)元素比較，TF、C1和C2的大小相同。TF是與C1、C2的維數(shù)相同的、元素為邏輯值0、1的矩陣，如果比較結(jié)果相同則TF中該元素為1(真)，否則為0(假)。

strcmpi()函數(shù)的使用方法與此相同。例如，比較字符串：

>>strcmp('Yes','No')

ans=

0

>>strcmp('Yes','Yes')

ans=

1

>>strcmp('Yes','yes')

ans=

0

>>strcmpi('Yes','yes')

ans=

1例如，比較單元數(shù)組元素：

>>B={'HandleGraphics','RealTimeWorkshop';

'Toolboxes','TheMathWorks'};

C={'handlegraphics','SignalProcessing';

'Toolboxes','TheMATHWORKS'};

>>TF0=strcmpi('HandleGraphics',C)

TF0=

10

00

>>TF1=strcmpi(B,C)

TF1=

10

01

>>TF2=strcmp(B,C)

TF2=

00

00

2．strncmp()、strncmpi()函數(shù)

使用strncmp()、strncmpi()函數(shù)可進行字符串中的前幾個字符比較，strncmp()函數(shù)對大小寫敏感，而strncmpi()函數(shù)對大小寫不敏感。語法如下：

(1)?TF=strncmp('str1','str2',n)：串str1的前n個字符與str2比較，如果相同則TF為1(真)，否則為0(假)。當所比較的兩個字符串是單元數(shù)組時，返回值為列向量，元素為相應(yīng)行比較的結(jié)果。

(2)?TF=strncmp('str',C,n)：串str的前n個字符與單元矩陣C中的前n個元素比較，str是一個字符向量或1?×?1的單元矩陣，C是一個串單元矩陣。TF是與C的維數(shù)相同的矩陣，如果比較結(jié)果相同，則TF中該元素為1(真)，否則為0(假)。該函數(shù)要比較的兩個輸入?yún)?shù)的次序是無關(guān)緊要的，即比較結(jié)果與兩個輸入?yún)?shù)的次序無關(guān)。

(3)?TF=strncmp(C1,C2,n)：單元矩陣C1的前n個元素與單元矩陣C2中的前n個元素比較，TF、C1和C2的大小相同。TF是與C1、C2的維數(shù)相同的、元素為邏輯值0、1的矩陣，如果比較結(jié)果相同則TF中該元素為1(真)，否則為0(假)。

例如：

>>A='MATLAB',B='MathWorks',C={'handlegraphics','SignalProcessing';

'Toolboxes','TheMATHWORKS'};

>>strncmpi(A,B,3)

ans=

1

>>strncmp(A,B,3)

ans=

0

>>T=strncmpi('HandleGraphics',C,4)

T=

10

00

3．通過簡單運算比較兩個字符串

除了利用上面4個函數(shù)進行比較之外，還可以通過簡單運算比較兩個字符串。當兩個字符串擁有相同的維數(shù)時，可以利用MATLAB運算法則，對字符數(shù)組進行比較。

字符數(shù)組的比較與數(shù)值數(shù)組的比較基本相同，不同之處在于字符數(shù)組比較時進行比較的是字符的ASCII碼值。進行比較返回的結(jié)果為一個數(shù)值向量，元素為對應(yīng)字符比較的結(jié)果。需要注意的是，在利用這些運算比較字符串時，相互比較的兩個字符串必須有相同數(shù)目的元素。比較字符串的運算符號和意義如表6-7所示。6.7.2字符串判斷

除上面介紹的兩個字符串之間的比較之外，MATLAB還可以判斷字符串中的字符是否為空格字符或者字母。實現(xiàn)這兩個功能的函數(shù)分別為isspace()和isletter()。

(1)??isspace()：用法為isspace(str)，判斷字符串str中的字符是否為空格，是空格字符則返回1，否則返回0。

(2)isletter()：用法為isletter(str)，判斷字符串str中的字符是否為字母，是字母則返回1，否則返回0。 6.8字符串執(zhí)行與宏

6.8.1eval()函數(shù)與字符串求值

函數(shù)eval()提供MATLAB宏的能力，該函數(shù)執(zhí)行由串組成的MATLAB命令表達式，提供了將用戶創(chuàng)建的函數(shù)名傳給其他函數(shù)的能力，以便求值。相當于把字符串中的字符賦予它的實際內(nèi)容，當被求值的字符串是由子字符串連接而成，或?qū)⒆址畟鹘o一個函數(shù)以求值時，eval非常有用。命令eval使得MATLAB成為一個可靈活編程的語言，比如這個命令用來調(diào)用MATLAB中沒有預(yù)定義的函數(shù)。

eval()語法如下：

(1)eval(expression)：執(zhí)行MATLAB命令表達式expression，expression可以由包含在中括號內(nèi)的子串、變量組成。

expression=[string1,int2str(var),string2,...]

應(yīng)用例子如：

>>d='cd';

>>eval(d);

D:\MyDocuments\MATLAB

>>a=eval('sqrt(2)')

a=

1.4142

>>eval('a=sqrt(2)')

a=

1.4142

(2)?[a1,a2,a3,...]=eval('myfun(b1,b2,b3,...)')：執(zhí)行參數(shù)為b1,b2,b3,...的MATLAB函數(shù)smyfun，并將結(jié)果返回到指定的變量a1,a2,a3,...中。

例6-8-1向MATLAB工作空間加載系列MAT文件August1.mat～August10.mat。程序如下：

ford=1:10

s=['loadAugust'int2str(d)'.mat']

eval(s)

end運行結(jié)果是逐個加載文件，如果該文件保存在當前目錄下，就被加載，否則如果該文件沒有保存在當前目錄下，或不存在該文件將會出錯。

s=

loadAugust1.mat

s=

loadAugust2.mat

s=

loadAugust3.mat

…例6-8-2在MATLAB工作空間生成系列變量名，并使用eval()函數(shù)為每一個變量賦值。程序如下：

fork=1:5

t=clock;

pause(uint8(rand*10));

v=genvarname('time_elapsed',who);

eval([v'=etime(clock,t)'])

end運行結(jié)果如下：

time_elapsed=9.0620

time_elapsed1=9.0150

time_elapsed2=1

time_elapsed3=9.0160

time_elapsed4=6.0000

如果字符串傳遞到eval()不能被辨認，MATLAB提供下列語法：

>>eval('a=sqrtt(2)','a=[]')

a=

[]6.8.2feval()函數(shù)

函數(shù)feval()與eval()類似，但在用法上有更多的限制。feval('fun',x)求由字符串“fun”給定的函數(shù)值，其輸入?yún)⒘渴亲兞縳，即feval('fun',x)等價于求fun(x)值。例如：

>>a=feval('sqrt',2)

a=1.4142

函數(shù)eval()、feval()的基本用途限定在用戶創(chuàng)建的函數(shù)內(nèi)。一般地，feval()可求出有多個輸入?yún)⒘康暮瘮?shù)值，例如，feval('fun',x,y,z)等價于求fun(x,y,z)值。例6-8-3在MATLAB工作空間生成3個函數(shù)，用戶選擇一種函數(shù)，并輸入自變量值，使用feval()函數(shù)為每一個變量賦值。程序如下：

fun=['sin';'cos';'log'];

k=input('Choosefunctionnumber:');

x=input('Entervalue:');

feval(fun(k,:),x)

運行結(jié)果如下：

Choosefunctionnumber:2

Entervalue:6

ans=0.9602

Choosefunctionnumber:3

Entervalue:6

ans=1.7918

6.9文件操作

6.9.1文件、數(shù)據(jù)的存儲

1．保存整個工作區(qū)

把MATLAB工作空間中一些有用的數(shù)據(jù)長久保存下來的方法是生成MAT數(shù)據(jù)文件。

點擊“File”菜單中的“SaveWorkspaceAs…”選項，或者點擊工作區(qū)瀏覽器工具欄中的“Save”按鈕，可以將工作區(qū)中的變量保存為MAT文件。

2．保存工作區(qū)中的變量

在工作區(qū)瀏覽器中，右鍵單擊需要保存的變量名，選擇“SaveAs…”菜單項，將該變量保存為MAT文件。

3．利用save命令保存

save命令可以保存工作區(qū)或工作區(qū)中任何的指定文件。save命令的調(diào)用格式如下：

(1)?save

filename...：將工作區(qū)中的所有變量保存在當前工作區(qū)中的文件中，如果不指定文件名的擴展名，則默認為MAT文件；如果不指定文件名和擴展名，則默認文件名為“matlab.mat”，MAT文件可以通過load()函數(shù)再次導入工作區(qū)，MAT函數(shù)可以被不同的機器導入，甚至可以通過其他的程序調(diào)用。例如：

>>savedata：將工作空間中所有的變量存入“data.mat”文件中。

>>savedataab：將工作空間中a和b變量存入“data.mat”文件中。下次運行MATLAB時即可用load指令調(diào)用已生成的MAT文件。

MAT文件是標準的二進制文件，還可以ASCII碼形式保存或加載。例如：

>>savedataab–ascii

>>loaddataab–ascii

以二進制的方式儲存變量，通常檔案會比較小，而且在載入時速度較快，但是無法用普通的文本軟件(例如記事本等)看到檔案內(nèi)容。若想看到檔案內(nèi)容，則必須加上-ascii選項。

>>savefilenamex-ascii：將變量x以八位數(shù)存到名為filename的ASCII檔案。

二進制和ASCII檔案的比較：

在save命令使用-ascii選項后，會有以下現(xiàn)象：

對于相同的變量，ASCII檔案通常比二進制檔案大。

save命令就不會在檔案名稱后加上MAT的擴展名。因此以擴展名MAT結(jié)尾的檔案通常是MATLAB的二進制資料檔。

通常只儲存一個變量。若在save命令中加入多個變量，仍可執(zhí)行，但所產(chǎn)生的檔案則無法以簡單的load命令載入。參閱有關(guān)load命令的用法。

原有的變量名稱消失。因此在將檔案以load載入時，會取用檔案名稱為變量名稱。

對于復數(shù)，只能儲存其實部，而虛部則會消失。

若非有特殊需要，我們一般應(yīng)該盡量以二進制方式儲存資料。

(2)?save('filename')：將工作區(qū)中的所有變量保存為MAT文件，文件名由字符串filename指定。如果filename中包含路徑，則將文件保存在相應(yīng)目錄下，否則默認路徑為當前路徑。

(3)?save('filename','var1','var2',...)：保存指定的變量在filename指定的文件中。

(4)?save('filename','-struct','s')：保存結(jié)構(gòu)體s中全部域作為單獨的變量。

(5)?save('filename','-struct','s','f1','f2',...)：保存結(jié)構(gòu)體s中的指定變量。

(6)?save('-regexp',expr1,expr2,...)：通過正則表達式指定待保存的變量需滿足的條件。

(7)?save('...,'format')：指定保存文件的格式，格式可以為MAT文件、ASCII文件等。6.9.2數(shù)據(jù)導入

1．函數(shù)load()

在MATLAB中，導入數(shù)據(jù)通常由函數(shù)load()實現(xiàn)，該函數(shù)的用法如下：

(1)?load：如果matlab.mat文件存在，導入matlab.mat中的所有變量，如果不存在，返回error；

(2)?loadfilename：將filename中的全部變量導入到工作區(qū)中；

(3)?loadfilenameXYZ...：將filename中的變量X、Y、Z等導入到工作區(qū)中，如果文件為MAT文件，在指定變量時可以使用通配符“*”；

(4)?loadfilename-regexpexpr1expr2...：通過正則表達式指定需要導入的變量；

(5)?load-asciifilename：無論輸入文件名是否包含有擴展名，將其以ASCII格式導入，如果指定的文件不是數(shù)字文本，則返回error；

(6)?load-matfilename：無論輸入文件名是否包含有擴展名，將其以mat格式導入，如果指定的文件不是MAT文件，則返回error。

2．函數(shù)importdata()

在MATLAB中，另一個導入數(shù)據(jù)的常用函數(shù)為importdata()，與load()函數(shù)不同，importdata()將文件中的數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)體的方式導入到工作區(qū)中。該函數(shù)的用法如下：

(1)?importdata('filename')：將filename中的數(shù)據(jù)導入到工作區(qū)中。

(2)?A=importdata('filename')：將filename中的數(shù)據(jù)導入到工作區(qū)中，并保存為變量A。

(3)?importdata('filename','delimiter')：將filename中的數(shù)據(jù)導入到工作區(qū)中，以delimiter指定的符號作為分隔符。6.9.3文件的打開

在MATLAB中，可以使用open命令打開各種格式的文件，MATLAB自動根據(jù)文件的擴展名選擇相應(yīng)的編輯器。open()函數(shù)的用法如下：

open('name')：打開一個名稱由字符串name指定的對象。打開后采取的具體操作取決于對象的類型。例如：

>>opencopyfile.m

>>open('D:\temp\data.mat')

需要注意open('filename.mat')和load('filename.mat')的不同，前者將filename.mat以結(jié)構(gòu)體的方式打開在工作區(qū)中，后者將文件中的變量導入到工作區(qū)中，如果要訪問其中的內(nèi)容，則需以不同的格式進行。6.9.4文本文件的讀/寫

在上一節(jié)中介紹的函數(shù)和命令主要用于讀/寫mat文件。在實際應(yīng)用中，經(jīng)常需要讀/寫更多格式的文件，如文本文件(txt)、word文件、xml文件、xls文件及圖像、音/視頻文件等。

在MATLAB中，實現(xiàn)文本文件讀/寫的函數(shù)如表6-8所示。

1．fscanf()函數(shù)

讀取ASCII文本文件的用法如下：

A=fscanf(fid,format)：從fid所指定的文件讀取的所有數(shù)據(jù)，將它轉(zhuǎn)換為字符串format指定的格式，并將其返回矩陣A中。參數(shù)fid是整數(shù)型文件標識符，從fopen操作中獲得。

2．csvread()函數(shù)

csvread()函數(shù)讀取逗號分隔值的文件。用法如下：

(1)?M=csvread('filename')：將文件filename中的數(shù)據(jù)讀入，并且保存為M，filename中只能包含數(shù)字，并且數(shù)字之間以逗號分隔。M是一個數(shù)組，行數(shù)與filename的行數(shù)相同，列數(shù)為filename列的最大值，對于元素不足的行，以0補充。

(2)?M=csvread('filename',row,col)：讀取文件filename中的數(shù)據(jù)，起始行為row，起始列為col。需要注意的是，此時的行列從0開始。

(3)?M=csvread('filename',row,col,range)：讀取文件filename中的數(shù)據(jù)，起始行為row，起始列為col，讀取的數(shù)據(jù)由數(shù)組range指定，range的格式為?[R1C1R2C2]，其中，R1、C1為讀取區(qū)域左上角的行和列，R2、C2為讀取區(qū)域右下角的行和列。例如：

csvlist.dat

02,04,06,08,10,12

03,06,09,12,15,18

05,10,15,20,25,30

07,14,21,28,35,42

11,22,33,44,55,66

>>csvread('csvlist.dat')

ans=

24681012

369121518

51015202530

71421283542

112233445566

3．dlmread()函數(shù)

dlmread()函數(shù)讀取以ASCII分隔值的文件。用法如下：

M=dlmread('filename')

M=dlmread('filename',delimiter)

M=dlmread('filename',delimiter,R,C)

M=dlmread('filename',delimiter,range)

其中，參數(shù)delimiter()用于指定文件中的分隔符，其他參數(shù)的意義與csvread()函數(shù)中參數(shù)的意義相同，這里不再贅述。dlmread()函數(shù)與csvread()函數(shù)的差別在于，dlmread()函數(shù)在讀入數(shù)據(jù)時可以指定分隔符，不指定時默認分隔符為逗號。

4．dlmwrite()函數(shù)

dlmwrite()函數(shù)將矩陣數(shù)據(jù)寫入以ASCII分隔值的文件中。用法如下：

dlmwrite('filename',M)：將矩陣M的數(shù)據(jù)寫入文件filename中，默認以逗號分隔；

dlmwrite('filename',M,'D')：將矩陣M的數(shù)據(jù)寫入文件filename中，采用指定的分隔符D分隔數(shù)據(jù)，如果需要tab鍵，可以用“\t”指定；

dlmwrite('filename',M,'D',R,C)：指定寫入數(shù)據(jù)的起始位置；

dlmwrite('filename',M,attribute1,value1,attribute2,value2,...)：指定任意數(shù)目的參數(shù)，可以指定的參數(shù)如表6-9所示；

dlmwrite('filename',M,'-append')：如果filename指定的文件存在，在文件后面寫入數(shù)據(jù)，不指定時則覆蓋原文件。

dlmwrite('filename',M,'-append',attribute-valuelist)：敘寫文件，并指定參數(shù)。

dlmwrite()：函數(shù)的可用參數(shù)如表6-9所示。

textread、textscan：當文件的格式已知時，可以利用textread()函數(shù)和textscan()函數(shù)讀入。6.9.5低層文件I/O操作

1．打開和關(guān)閉文件

打開和關(guān)閉文件分別使用fopen()、fclose()函數(shù)。

(1)?fopen()函數(shù)。語法及功能如下：

fid?=?fopen(filename)：打開文件名為filename的文件，用于讀/寫，返回一個integer類型的文件標識fid。

文件標識符號fid是一個整型數(shù)值，MATLAB分別識別文件標識符fid為0是標準輸入、1是標準輸出(屏幕)和2是標準錯誤。如果fopen()函數(shù)打不開文件，fid=-1。如果fopen()函數(shù)打開文件成功，fid大于或等于3。

fid＝fopen(filename，permission)：permission是一個字符串，描述訪問的文件類型的字符串：讀取、寫入、追加或更新，指定是以二進制或文本模式打開文件。permission的具體內(nèi)容和意義如表6-11所示。

fid=fopen(filename,permission,machineformat)：machineformat是一個串，指定文件以字節(jié)或位讀/寫的次序，用于不同的操作系統(tǒng)。

[fid,message]=fopen(filename,…)：message是依賴不同操作系統(tǒng)所提供的出錯信息。

fid=fopen('all')：fid是一個向量，代表所有打開文件的標識。

[filename,permission,machineformat]=fopen(fid)：返回所打開文件的各種信息。

(2)?fclose()函數(shù)。

status=fclose(fid)：此處的fid的意義與fopen()函數(shù)中的意義相同，即把在fopen()函數(shù)中以文件標識符號為fid的文件關(guān)閉。

status=fclose('all')：此處的all的意義與fopen()函數(shù)中的意義相同，即把在fopen()函數(shù)中以文件標識符號為fid的列向量所代表的所有文件關(guān)閉。

例：打開一個名為std.dat的數(shù)據(jù)文件并進行讀操作的命令為

fid＝fopen('my.txt','r')

2．文件定位和狀態(tài)

文件定位和狀態(tài)使用feof()、fseek()、ftell()、ferror()、frewind()等函數(shù)，使用方法與C語言相同。

3．二進制文件的讀/寫

可使用fread()和fwrite()函數(shù)進行二進制文件的讀/寫。

(1)?fread()：從文件中讀取二進制數(shù)據(jù)。語法如下：

A=fread(fid)

A=fread(fid,count)

A=fread(fid,count,precision)

A=fread(fid,count,precision,skip)

A=fread(fid,count,precision,skip,machineformat)

[A,count]=fread(...)從fid指定的文件中讀取二進制格式數(shù)據(jù)到矩陣A，在調(diào)用fread之前先使用fopen打開文件。參數(shù)fid是整數(shù)型文件標識符，從fopen操作中獲得。MATLAB從頭到尾完整讀取該文件，然后將文件指針定位在文件的末尾。

count是一個可選項，指定讀取的元素數(shù)，如果不指定該參數(shù)，則讀取整個文件。字符串precision指定文件所讀取的精度格式，默認為無符號的字符格式uchar。如果包括一個可選項skip參數(shù)，指定讀取每個precision值后要跳過的字節(jié)數(shù)。如果precision指定一個位格式，如?'bitN'?或?'ubitN'，skip參數(shù)將被解釋為跳過的位數(shù)。例如：

fid=fopen('std.dat','r');

A=fread(fid,100,'long');

Sta=fclose(fid);

以“讀”數(shù)據(jù)形