Matlab數組

MATLAB中所有數據類型的所有變數都是多維數組。向量是一維數組，矩陣是二維數組。

我們前面已經討論和學習過向量和矩陣。 在本章中，將討論和學習多維數組。 然而，在此之前，讓我們先學習一些特殊類型的數組。

MATLAB中的特殊數組

在本節中，我們將討論學習一些創建一些特殊數組的函數。對於這些函數，單個參數創建一個正方形數組，雙參數創建矩形數組。

zeros()函數是用來創建一個全零的數組 -

例如 -

zeros(5)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

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

ones()函數創建一個所有元素為1的數組 -

例如 -

ones(4,3)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

Trial>> ones(4,3)

ans =

     1     1     1
     1     1     1
     1     1     1
     1     1     1

eye()函數創建一個單位矩陣。

例如 -

eye(4)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

Trial>> eye(4)

ans =

     1     0     0     0
     0     1     0     0
     0     0     1     0
     0     0     0     1

rand()函數在(0,1) - 上創建均勻分佈的亂數的數組 -

例如 -

rand(3, 5)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

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

魔方

魔方是一個平方，它產生相同的和，它的元素被逐行，逐列或者對角線地添加時。

magic()函數創建一個魔術方陣。這需要一個參數，指定正方形的大小。 參數必須是大於或等於3的標量。

magic(4)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

Trial>> magic(4)

ans =

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

多維數組

具有二維以上的數組在MATLAB中被稱為多維數組。MATLAB中的多維數組是正常二維矩陣的擴展。

通常要生成一個多維數組，首先創建一個二維數組然後再擴展它。

例如，讓我們創建一個二維數組a。

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

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

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

a =

     7     9     5
     6     1     9
     4     3     2

數組a是3×3數組; 可以通過提供以下值來添加第三維：

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

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

a =

ans(:,:,1) =

   0   0   0
   0   0   0
   0   0   0

ans(:,:,2) =

   1   2   3
   4   5   6
   7   8   9

還可以使用ones()，zeros()或rand()函數來創建多維數組。

例如，

b = rand(4,3,2)

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

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

也可以使用cat()函數來構建多維數組。它沿著指定的維度連接數組列表 -

cat()函數的語法是 -

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

其中,

• B是創建的新陣列
• A1，A2，...是要連接的數組
• dim是連接數組的大小

例子

創建腳本檔並在其中鍵入以下代碼 -

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])

執行上面示例代碼，得到以下結果 -

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

數組函數

MATLAB提供以下函數來對數組內容進行排序，旋轉，排列，重新成形或移位。

例子

以下的例子說明了上面提到的一些函數。

長度，尺寸和元素數量：

創建腳本檔並鍵入以下代碼 -

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

運行檔時，顯示以下結果 -

ans =  8
ans =  4
ans =  23

數組元素的迴圈移位

創建腳本檔並在其中鍵入以下代碼 -

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.

運行檔檔時，顯示以下結果 -

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

排序數組

創建腳本檔並在其中鍵入以下代碼 -

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

運行檔檔時，顯示以下結果 -

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

單元陣列

單元格陣列是索引單元的數組，其中每個單元格可以存儲不同維度和數據類型的數組。

單元格函數用於創建單元格數組。單元格函數的語法是 -

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

其中，

• C是單元陣列;
• dim是一個整數或整數向量，它指定單元格數組C的維數;
• dim1，...，dimN是指定C大小的標量整數;
• obj是以下之一：
  • Java數組或對象
  • 類型為System.String或System.Object的.NET數組

示例

創建腳本檔並在其中鍵入以下代碼 -

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

運行檔時，得到以下結果 -

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
}

訪問單元格數組數據

有兩種方法來引用單元格數組的元素 -

• 將第一個括弧()中的索引包圍，以引用單元格集
• 將大括弧{}中的索引括起來，以引用單個單元格內的數據

當將索引包圍在第一個括弧中時，它指的是這組單元格。

括弧中的單元格數組索引是指單元格集。

例如：

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

運行檔時，得到以下結果 -

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

還可以通過用花括弧索引來訪問單元格的內容。

例如 -

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

運行檔時，得到以下結果 -

ans = Blue
ans = Green
ans = Yellow