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要在MALTAB中实现比较复杂的编程，就不能不用struct类型。而且在
MATLAB中实现struct比C中更为方便。
4. 3.1 结构数组的创建
MATLAB提供了两种定义结构的方式：直接应用和使用struct函数。
1. 使用直接引用方式定义结构
与建立数值型数组一样，建立新struct对象不需要事先申明，可以直接引用，而且可以动态扩充。比如建立一个复数变量x：
x.real = 0; % 创建字段名为real，并为该字段赋值为0
x.imag = 0 % 为x创建一个新的字段imag，并为该字段赋值为0
x =
real: 0
imag: 0
然后可以将旗动态扩充为数组：
x(2).real = 0; % 将x扩充为1×2的结构数组
x(2).imag = 0;
在任何需要的时候，也可以为数组动态扩充字段，如增加字段scale：
x(1).scale = 0;
这样，所有x都增加了一个scale字段，而x(1)之外的其他变量的scale字段为空：
x(1) % 查看结构数组的第一个元素的各个字段的内容
ans =
real: 0
imag: 0
scale: 0
x(2) % 查看结构数组的第二个元素的各个字段的内容，注意没有赋值的字段为空
ans =
real: 0
imag: 0
scale: []
应该注意的是，x的real、imag、scale字段不一定是单个数据元素，它们可以是任意数据类型，可以是向量、数组、矩阵甚至是其他结构变量或元胞数组，而且不同字段之间其数据类型不需要相同。例如：
clear x; x.real = [1 2 3 4 5]; x.imag = ones(10,10);
数组中不同元素的同一字段的数据类型也不要求一样：
x(2).real = '123';
x(2).imag = rand(5,1);
甚至还可以通过引用数组字段来定义结构数据类型的某字段：
x(3).real = x(1); x(3).imag = 3; x(3)
ans =
real: [1x1 struct]
imag: 3
下面看一个实际的例子来熟悉直接引用方式定义与显示结构。
【例4.3.1-1】 温室数据（包括温室名、容量、温度、湿度等）的创建与显示。
（1） 直接对域赋值法产生结构变量
green_house.name = '一号温室'; % 创建温室名字段
green_house.volume = '2000立方米'; % 创建温室容量字段
green_house.parameter.temperature = [31.2 30.4 31.6 28.7 % 创建温室温度字段
29.7 31.1 30.9 29.6];
green_house.parameter.humidity = [62.1 59.5 57.7 61.5; % 创建温室湿度字段
62.0 61.9 59.2 57.5];
（2）显示结构变量的内容
green_house % 显示结构变量结构
green_house =
name: '一号温室'
volume: '2000立方米'
parameter: [1x1 struct]
green_house.parameter % 用域作用符号. 显示指定域（parameter）中内容
ans =
temperature: [2x4 double]
humidity: [2x4 double]
green_house.parameter.temperature % 显示temperature域中的内容
ans =
31.2000 30.4000 31.6000 28.7000
29.7000 31.1000 30.9000 29.6000
【例4.3.1-2】在上例的基础上，创建结构数组用以保存一个温室群的数据。
green_house(2,3).name = '六号温室'; %产生2×3结构数组
green_house % 显示结构数组的结构
green_house =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
green_house(2,3) % 显示结构数组元素的结构
ans =
name: '六号温室'
volume: []
parameter: []
2. 使用struct函数创建结构
使用struct函数也可以创建结构，该函数产生或吧其他形式的数据转换为结构数组。
struct的使用格式为：
s = sturct('field1',values1,'field2',values2,…);
该函数将生成一个具有指定字段名和相应数据的结构数组，其包含的数据values1、valuese2等必须为具有相同维数的数据，数据的存放位置域其他结构位置一一对应的。对于struct的赋值用到了元胞数组。数组values1、values2等可以是元胞数组、标量元胞单元或者单个数值。每个values的数据被赋值给相应的field字段。
当valuesx为元胞数组的时候，生成的结构数组的维数与元胞数组的维数相同。而在数据中不包含元胞的时候，得到的结构数组的维数是1×1的。例如：
s = struct('type',{'big','little'},'color',{'blue','red'},'x',{3,4})
s =
1x2 struct array with fields:
type
color
x
得到维数为1×2的结构数组s，包含了type、color和x共3个字段。这是因为在struct函数中{'big','little'}、{'blue','red'}和{3,4}都是1×2的元胞数组，可以看到两个数据成分分别为：
s(1,1)
ans =
type: 'big'
color: 'blue'
x: 3
s(1,2)
ans =
type: 'little'
color: 'red'
x: 4
相应的，如果将struct函数写成下面的形式：
s = struct('type',{'big';'little'},'color',{'blue';'red'},'x',{3;4})
s =
2x1 struct array with fields:
type
color
x
则会得到一个2×1的结构数组。
下面给出利用struct构建结构数组的具体实例。
【例4.3.1-3】利用函数struct，建立温室群的数据库。
（1） struct预建立空结构数组方法之一
a = cell(2,3); % 创建2×3的元胞数组
green_house_1=struct('name',a,'volume',a,'parameter',a(1,2))
green_house_1 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（2）struct预建空结构数组方法之二
green_house_2=struct('name',a,'volume',[],'parameter',[])
green_house_2 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（3）struct预建空结构数组方法之三
green_hopuse_3(2,3)=struct('name',[],'volume',[],'parameter',[])
green_hopuse_3 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（4）struct创建结构数组方法之四
a1={'六号房'};a2={'3200立方米'};
green_house_4(2,3)=struct('name',a1,'volume',a2,'parameter',[]);
T6=[31.2,30.4,31.6,28.7;29.7,31.1,30.9,29.6]; green_house_4(2,3).parameter.temperature=T6;
green_house_4
ans =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
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4. 3.2 结构数组的操作
MATLAB中专门用于对结构数组的操作的函数并不多，通过 help datatypes获取数据类型列表，可以看到其中的结构数据类型的有关的函数，主要如表4.3.1所示。
表4.3.1 结构数组的操作函数
函数名 功能描述 函数名 功能描述
deal 把输入处理成输出 fieldnames 获取结构的字段名
getfield 获取结构中指定字段的值 rmfield 删除结构的字段(不是字段内容)
setfield 设置结构数组中指定的字段的值 struct 创建结构数组
struct2cell 结构数组转化成元胞数组 isfield 判断是否存在该字段
isstruct 判断某变量是否是结构类型
下面举一些具体的例子说明如果对结构数组加以操作。
【例4.3.2-1】 本例目的：一，演示函数fieldnames , getfield , setfield的使用方法；二，让读者感受到结构数组对应用工具包的影响；三，演示struct函数把“对象”转换为结构的应用。本例为获得一个演练的结构，借助Toolbox control 工具包中的tf函数，先产生一个用传递函数描写的LTI线性时不变2输入2输出系统 。
（1）产生2输入2输出系统的传递函数阵“对象”
Stf=tf({3,2;[4 1],1},{[1 3 2],[1 1 1];[1 2 2 1],[1 0]})
Transfer function from input 1 to output...
3
#1: -------------
s^2 + 3 s + 2
4 s + 1
#2: ---------------------
s^3 + 2 s^2 + 2 s + 1
Transfer function from input 2 to output...
2
#1: -----------
s^2 + s + 1
1
#2: -
s
（2）为本例演示，把上述的LTI对象Stf转换为结构
SSTF=struct(Stf) % 把对象转换成结构，并显示结构的组成
SSTF =
num: {2x2 cell}
den: {2x2 cell}
Variable: 's'
lti: [1x1 lti]
（3）获得结构数组SSTF的域名
FN=fieldnames(SSTF) % 获得域名元胞数组FN
class(FN) % 检查FN的类别
FN =
'num'
'den'
'Variable'
'lti'
ans =
cell
（4）获取SSTF.den(2,1)域的内容
FC=getfield(SSTF,'den',{2,1}) % 相当于FC=SSFT.den(2,1)
FC{1} % 与celldisp(FC)的作用大致相当
poly2str(FC{1},'s'), % 为了把多项式显示成习惯的形式
FC =
[1x4 double]
ans =
1 2 2 1
ans =
s^3 + 2 s^2 + 2 s + 1
（5）重新设置SSTF.num(2,1)域的内容
SSTF.num{2,1} % 显示原始情况
SSTF=setfield(SSTF,'num',{2,1},{[1 3 1]}); % 注意“花括号”的使用
SSTF.num{2,1} % 显示被重新设置后的情况
ans =
0 0 4 1
ans =
1 3 1
【例4.3.2-2】本例演示结构数组SSTF的扩充和收缩。（本例以例4.3.2-1的运行为基础。）
（1）原结构是一个“单结构”
size(SSTF)
ans =
1 1
（2）演示结构的扩充
SSTF(2,2)=struct(tf(1,[1 1])) % 把1/(s+1)放在第2行第2列结构中
size(SSTF)
SSTF =
2x2 struct array with fields:
num
den
Variable
lti
ans =
2 2
（3）演示结构数组的收缩：删除结构数组的第1行
SSTF(1, =[] % 收缩成为 的结构
S22n=SSTF(1,2).num,S22d=SSTF(1,2).den % 取出第2结构num域和den域的内容
printsys(S22n{1},S22d{1}) % 显示成习惯的表达形式
SSTF =
1x2 struct array with fields:
num
den
Variable
lti
S22n =
[1x2 double]
S22d =
[1x2 double]
num/den =
1
-----
s + 1
【例4.3.2-3】对结构数组进行域的增添和删减操作。
（1）创建结构数组
clear,for k=1:10;department(k).number=['No.',int2str(k)];end
department
department =
1x10 struct array with fields:
number
（2）增添域：在数组中任何一个结构上进行的域增添操作，其影响遍及整个结构数组
department(1).teacher=40;department(1).student=300;
department(1).PC_computer=40;
department
department =
1x10 struct array with fields:
number
teacher
student
PC_computer
（3）增添子域的操作只影响被操作的那个具体结构，而不是影响整个结构数组
department(2).teacher.male=35;department(2).teacher.female=13;
D2T=department(2).teacher % 第2结构teacher域包含两个子域
D1T=department(1).teacher % 第1结构teacher域仅是一个数
D2T =
male: 35
female: 13
D1T =
40
（4）删除子域的操作也只影响被操作的那个具体结构
department(2).teacher=rmfield(department(2).teacher,'male');
department(2).teacher
ans =
female: 13
（5）删除域的操作是对整个结构数组实施的
department=rmfield(department,'student') % 删除一个域
department =
1x10 struct array with fields:
number
teacher
PC_computer
department=rmfield(department,{'teacher';'PC_computer'})% 删除2个域
department =
1x10 struct array with fields:
number
【例4.3.2-4】数值运算操作和函数在结构域上的作用。
n_ex = 5; % 结构数组的长度
for k = 1:n_ex, % 创建1×5结构数组
ex(k).f = (k-1)*n_ex + [1:5];
end;
ex % 显示结构数组的结构
ex =
1x5 struct array with fields:
f
%显示结构数组的域中内容
disp([blanks(10) '结构域中内容'])
for k=1:n_ex,disp(ex(k).f),end
结构域中内容
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
21 22 23 24 25
class(ex(1).f) % 检查域中内容的类型
ans =
double
% 对各结构域中数值数组相应位置的数据相加求和
sum_f=zeros(1,5)
for k=1:n_ex,sum_f=sum_f+ex(k).f;end,sum_f
sum_f =
55 60 65 70 75
% 对结构数组域中各元素分别求平方根
disp([blanks(20) 'ex.f的平方根值'])
for k=1:n_ex,
disp(sqrt(ex(k).f)),
end
ex.f的平方根值
1.0000 1.4142 1.7321 2.0000 2.2361
2.4495 2.6458 2.8284 3.0000 3.1623
3.3166 3.4641 3.6056 3.7417 3.8730
4.0000 4.1231 4.2426 4.3589 4.4721
4.5826 4.6904 4.7958 4.8990 5.0000
【例4.3.2-5】 指令struct2cell和cell2struct的使用。
（1）创建“带2个域的 结构数组”
for k=1:5,
ex(k).s=['No.' int2str(k)];
ex(k).f=(k-1)*5+[1:5];
end
（2）显示结构数组的内容
fprintf('%s/n','ex.s域的内容 ');fprintf('%s/',blanks(4))
for k=1:5;fprintf('%s//',[ex(k).s blanks(1)]);end
fprintf('%s/n',blanks(1)),fprintf('%s/n','ex.f域的内容 ')
for k=1:5;disp(ex(k).f);end %显示ex.f域内容
ex.s域的内容
No.1 /No.2 /No.3 /No.4 /No.5 /
ex.f域的内容
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
21 22 23 24 25
（3）把ex结构数组转换为元胞数组
C_ex=struct2cell(ex); % 带2个域的（1×5）结构数组转换为（2×1×5）元胞数组
size(C_ex)
fprintf('%s/',[C_ex{1,1,1},blanks(3)]) % 显示C_ex第1页第1行第1列内容
fprintf('%5g/',C_ex{2,1,1}) % 显示C_ex第2页第1行第1列内容
ans =
2 1 5
No.1 1 2 3 4 5
（4）把元胞数组转换为结构数组之一
FS={'S_char';'F_num'}; % 用元胞数组预建域名字符串
EX1=cell2struct(C_ex,FS,1) % 元胞数组向结构数组转换
EX1 =
1x5 struct array with fields:
S_char
F_numric
EX1(1) % 观察新结构EX1第一结构的情况
ans =
S_char: 'No.1'
F_numric: [1 2 3 4 5]
（5）把元胞数组转换为结构数组之二
EX2=cell2struct(C_ex,'xx',2)
EX2 =
2x5 struct array with fields:
xx
（6）把元胞数组转换为结构数组之三
YY=strvcat('y1','y2','y3','y4','y5');EX3=cell2struct(C_ex,YY,3)
EX3 =
2x1 struct array with fields:
y1
y2
y3
y4
y5
EX3(1) % 观察第一结构情况
ans =
y1: 'No.1'
y2: 'No.2'
y3: 'No.3'
y4: 'No.4'
y5: 'No.5'
EX3(2) % 观察第二结构情况
ans =
y1: [1 2 3 4 5]
y2: [6 7 8 9 10]
y3: [11 12 13 14 15]
y4: [16 17 18 19 20]
y5: [21 22 23 24 25]
【例4.3.2-6】 带子域的结构数组转换为元胞数组。本例中的ex结构数组由例4.2.2-5生成，然后再运行以下程序。
ex(1,1).s % 原结构ex(1,1).s中的内容
ans =
No.1
% 增设子域，并把ex结构数组扩充为（3×5）。
ex(1,1).s.sub='SUB 1'; % 原ex(1,1).s中的字符串将因本指令而消失
ex(3,1).s.sub='SUB 3';
ex(3,1).s.num=1/3;
ex(1,1).s % 经新赋值后，ex(1,1).s中的内容
ans =
sub: 'SUB 1'
ex(3,1).s % 经新赋值后，ex(3,1).s中的内容
ans =
sub: 'SUB 3'
num: 0.3333
C_ex_sub=struct2cell(ex) % 把结构转换为元胞数组
C_ex_sub(:,:,1) =
[1x1 struct] [] [1x1 struct]
[1x5 double] [] []
C_ex_sub(:,:,2) =
'No.2' [] []
[1x5 double] [] []
C_ex_sub(:,:,3) =
'No.3' [] []
[1x5 double] [] []
C_ex_sub(:,:,4) =
'No.4' [] []
[1x5 double] [] []
C_ex_sub(:,:,5) =
'No.5' [] []
[1x5 double] [] []
size(C_ex_sub) % 观察新元胞数组的大小
ans =
2 3 5
C_ex_sub{1,1,1} % 观察第一元胞中的内容
ans =
sub: 'SUB 1'
C_ex_sub{1,3,1} % 观察(1,3,1)元胞中的内容
ans =
sub: 'SUB 3'
num: 0.3333
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http://hi.baidu.com/davidhap/blog/item/f6901309058b23aa2fddd426.html
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