MATLAB - Arrays
MATLAB中所有数据类型的所有变量都是多维数组。 矢量是一维阵列，矩阵是二维阵列。
我们已经讨论了向量和矩阵。 在本章中，我们将讨论多维数组。 但是，在此之前，让我们讨论一些特殊类型的数组。
MATLAB中的特殊数组
在本节中，我们将讨论一些创建一些特殊数组的函数。 对于所有这些函数，单个参数创建一个正方形数组，双参数创建矩形数组。
zeros()函数创建一个全零的数组 -
例如 -
zeros(5)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
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()函数创建所有的数组 -
例如 -
ones(4,3)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
ans =
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
eye()函数创建一个单位矩阵。
例如 -
eye(4)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
ans =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
rand()函数在（0,1）上创建一个均匀分布的随机数数组 -
例如 -
rand(3, 5)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
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
一个魔术广场
magic square是一个正方形，当它的元素按行，列或对角添加时，它产生相同的总和。
magic()函数创建一个魔术方阵。 它需要一个单一的参数来给出正方形的大小。 参数必须是大于或等于3的标量。
magic(4)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
ans =
16 2 3 13
5 11 10 8
9 7 6 12
4 14 15 1
多维数组
具有两个以上维度的数组在MATLAB中称为多维数组。 MATLAB中的多维数组是普通二维矩阵的扩展。
通常，为了生成多维数组，我们首先创建一个二维数组并对其进行扩展。
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将执行上述语句并返回以下结果 -
a =
7 9 5
6 1 9
4 3 2
阵列a是3乘3阵列; 我们可以通过提供像 - 的值来为a添加第三个维度
a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
a =
ans(:,:,1) =
0 0 0
0 0 0
0 0 0
ans(:,:,2) =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
我们还可以使用ones（），zeros（）或rand（）函数创建多维数组。
例如，
b = rand(4,3,2)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
b(:,:,1) =
0.0344 0.7952 0.6463
0.4387 0.1869 0.7094
0.3816 0.4898 0.7547
0.7655 0.4456 0.2760
b(:,:,2) =
0.6797 0.4984 0.2238
0.6551 0.9597 0.7513
0.1626 0.3404 0.2551
0.1190 0.5853 0.5060
我们还可以使用cat()函数来构建多维数组。 它连接指定维度的数组列表 -
cat（）函数的语法是 -
B = cat(dim, A1, A2...)
Where,
B是创建的新数组
A1 ， A2 ，...是要连接的数组
dim是连接数组的维度
例子 (Example)
创建一个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])
当您运行该文件时，它显示 -
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
Array 函数
MATLAB提供以下功能来排序，旋转，置换，重塑或移位数组内容。
| 功能 | 目的 |
|---|---|
| length | 矢量长度或最大阵列尺寸 |
| ndims | 数组维数 |
| numel | 数组元素的数量 |
| size | 数组尺寸 |
| 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 | 确定输入是否是标量 |
| isvector | 确定输入是否为矢量 |
| blkdiag | 根据输入参数构造块对角矩阵 |
| circshift | 循环移位阵列 |
| ctranspose | 复共轭转置 |
| diag | 矩阵的对角矩阵和对角线 |
| flipdim | 沿指定维度翻转数组 |
| fliplr | 从左到右翻转矩阵 |
| flipud | 将矩阵翻转到最低点 |
| ipermute | 逆变换ND阵列的尺寸 |
| permute | 重新排列ND阵列的尺寸 |
| repmat | 复制和平铺数组 |
| reshape | 重塑阵列 |
| rot90 | 将矩阵旋转90度 |
| shiftdim | 换档尺寸 |
| issorted | 确定集合元素是否按排序顺序排列 |
| sort | 按升序或降序对数组元素进行排序 |
| sortrows | 按升序对行进行排序 |
| squeeze | 删除单个尺寸 |
| transpose | Transpose |
| vectorize | 矢量化表达 |
例子 (Examples)
以下示例说明了上面提到的一些功能。
Length, Dimension and Number of elements −
创建一个脚本文件并在其中键入以下代码 -
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
运行该文件时，它显示以下结果 -
ans = 8
ans = 4
ans = 23
Circular Shifting of the Array Elements −
创建一个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.
运行该文件时，它显示以下结果 -
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
排序数组
创建一个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
运行该文件时，它显示以下结果 -
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
细胞阵列
单元阵列是索引单元的数组，其中每个单元可以存储不同维度和数据类型的数组。
cell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)
Where,
C是单元阵列;
dim是一个标量整数或整数向量，用于指定单元格数组C的维数;
dim1, ... , dimN是指定C的维数的标量整数;
obj是以下之一 -
- Java数组或对象
- System.String或System.Object类型的.NET数组
例子 (Example)
创建一个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}
运行该文件时，它显示以下结果 -
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
}
访问单元格数组中的数据
有两种方法可以引用单元格数组的元素 -
- 将索引括在第一个括号（）中，以引用单元格集
- 将索引括在大括号{}中，以引用单个单元格中的数据
将索引括在第一个括号中时，它指的是一组单元格。
平滑括号中的单元阵列索引指的是单元组。
例如 -
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c(1:2,1:2)
MATLAB将执行上述语句并返回以下结果 -
ans =
{
[1,1] = Red
[2,1] = 1
[1,2] = Blue
[2,2] = 2
}
您还可以通过使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将执行上述语句并返回以下结果 -
ans = Blue
ans = Green
ans = Yellow
