MATLAB基础知识学习笔记： 03 变量与数据存取

03 变量与数据存取

3.1 MATLAB数据（变量）

3.1.1 类型

Multidimensional Array

logical

char

numeric

cell

srtuct

int8, uint8
int16, uint16
int32, uint32
int64, uint64

single

double

Scalar

funcation handle

3.1.2 数据类型转换

% 函数列表：
double( )
single( )
int8( ) int16( ) int32( ) int64( )
uint8( ) uint16( ) uint32( ) uint64( )

举例

3.1.3 字符与字符串

Char

• 字符在 ASCII 中用 0 到 255 之间的数值表示
• 通过将字符或字符串放入' '中来创建字符或字符串

举例

ASCII码对照表

传送门

String

s4 = [s1; s2]报错原因：此处s1与s2字母数量不一致，若果两个字符串长度一致，则不会报错，完成拼接。

逻辑运算和赋值

这里将'a'与str的每一个位置做逻辑运算，返回大小与str一致的01矩阵，其中1代表相等，0代表不相等

将str中的'a'替换为'Z'

注：如果想要比较两个字符串是否相等可以使用strcmp(str1, str2)函数进行判断

练习

编写一个反转任何给定字符串的脚本

function FZ()
s1 = 'I like the letter E';
s2 = [];
for i=1:size(s1,2)
    s2(size(s1,2)-i+1) = s1(i);
end
disp(char(s1));
disp(char(s2));

也可以直接使用reverse()方法

s1 = 'I like the letter E';
s2 = reverse(s1);
disp(s1);
disp(s2);

3.1.4 Structure（结构体）

• 一种存储异构数据的方法；
• 结构包含称为字段的数组；

举例

student.name = 'Stefan';
student.id = 'jdfffooo.cc';
student.number = 3929844;
student.grade = [100,75,73;...
                95,91,85.5;...
                100,98,72];
student

向结构体里添加信息

student(2).name = 'Ann Lane';
student(2).id = '[email protected]';
student(2).number = 301078853;
student(2).grade = [95 100 90; 95 82 97; 100 85 100];

练习

找到第二个学生的第三门成绩

student(2).grade(1,3)

与结构体相关的函数

函数名	说明
cell2struct()	将元胞数组转换为结构体数组
fieldnames()	返回元胞数组中结构体数组的各个字段名称
getfield()	返回结构体中指定字段的值
isfield()	判断输入的字段是否是结构体里的
isstruct()	判断输入的是否是结构体
orderfields()	给指定结构体中的字段按名称（ASCII码）排序
rmfield()	删除结构体中指定的字段
struct()	创建结构体数组放到变量中
struct2cell()	将结构体数组转换为元胞数组
structfun()	对标量结构的每个域应用函数，返回任何数据类型的数组

嵌套结构

3.1.5 元胞数组（Cell Array）

什么是元胞数组？

• 元胞数组与矩阵类似，但每个条目可以包含不同类型的数据；
  $$\left[\begin{array}{cc}\left[\begin{array}{ccc}1& 4& 3\\ 0& 5& 8\\ 7& 2& 9\end{array}\right]& {}^{\prime }AnneSmit{h}^{\prime }\\ 3+7i& [-\pi 0\pi ]\end{array}\right]$$

• 使用{}来声明；

A(1,1)={[1 4 3; 0 5 8; 7 2 9]};
A(1,2)={'Anne Smith'};
A(2,1)={3+7i};
A(2,2)={-pi:pi:pi};
A

也可以使用下面的方式进行声明：

A{1,1}=[1 4 3; 0 5 8; 7 2 9];
A{1,2}='Anne Smith';
A{2,1}=3+7i;
A{2,2}=-pi:pi:pi;
A

如何读取元胞数组？

大括号{}用于访问元胞数组的“内容”

元胞数组相关函数

函数名	说明
cell()	创建元胞数组，用 { }
cell2mat()	将元胞数组转换为基础数据类型的普通数组
celldisp()	显示元胞数组内容
cellfun()	对元胞数组中每个元胞应用函数，各自返回对应函数的结果
cellplot()	以图形方式显示元胞数组的结构体
cellstr()	转换为字符向量元胞数组
iscell()	判断输入是否是元胞数组
mat2cell()	将数组转换为在元胞中包含子数组的元胞数组
num2cell()	将数组转换为相同大小的元胞数组

3.1.6 多维数组（Multi-dimensional Array）

方法一

A{1,1,1} = [1 2;4 5];
A{1,2,1} = 'Name';
A{2,1,1} = 2-4i;
A{2,1,1} = 7;
A{1,1,2} = 'Name2';
A{1,2,2} = 3;
A{2,1,2} = 0:1:3;
A{2,2,2} = [4 5]';

方法二：cat()串联数组

A{1,1} = [1 2;4 5];
A{1,2} = 'Name';
A{2,1} = 2-4i;
A{2,2} = 7;
B{1,1} = 'Name2';
B{1,2} = 3;
B{2,1} = 0:1:3;
B{2,2} = [4 5]';
C = cat(3, A, B)

reshape()重组矩阵形状

函数说明：将矩阵形状进行重组

语法：reshape(array, row, col)

前提条件：row * col = array的元素数

A = {'James Bond', [1 2;3 4;5 6]; pi, magic(5)}
C = reshape(A,1,4)

3.1.7 检查变量和变量状态

函数	功能
isinteger()	确定输入是否为整数数组
islogical()	确定输入是否为逻辑数组
isnan()	检测不是数字（NaN）的元素
isnumeric()	确定输入是否为数字数组
isprime()	检测数组的素元素
isreal()	确定所有数组元素是否都是实数
iscell()	确定输入是否为原胞数组
ischar()	确定输入是否为字符数组
isempty()	确定输入是否为空数组
isequal()	确定数组在数值上是否相等
isfloat()	确定输入是否为浮点数组
isglobal()	确定输入是否为全局变量
isinf()	检测无限数组元素

3.2 数据存取

3.2.1 文件存取

save()和load()

• 保存workspace中所有的数据到.mat文件中；

  clear; a = magic(4);
  save mydata1.mat  % 打开会乱码；
  save mydata2.mat -ascii  % 使mydata1.mat文件在其他程序中打开不乱码；
  

• 加载存储在文件中的数据；

  load('mydata1.mat')
  load('mydata2.mat','-ascii')  % 使用ascii解码；
  

3.2.2 Excel文件存取

xlsread()

score = xlsread('04score.xlsx')
score = xlsread('04score.xlsx', 'B2:D4')  % 读取注明单元格的内容；
12

xlswrite()

M = mean(score')';  % mean()函数是column 运算，而score中每个学生的成绩是row，故先转置 ' ,求得平均数，在转置回来；
xlswrite('04score.xlsx', M, 1, 'E2:E4');  % xlswrite('filename', 'variable', 'sheet(页)', 'location')；
xlswrite('04score.xlsx', {'Mean'}, 1, 'E1');  % 写进表头{'Mean'}；
123

• 求标准差

std(A,a)  % a=0时为无偏估计，分母为n-1；a=1时为有偏估计，分母为n。默认形式：std(A,0,1)；
 
std(A,a,b)  % 增加的形参b是维数，若A是二维矩阵，则b=1表示按列分，b=2表示按行分；若为三维以上，b=i就是增多的一维维数；
123
>> N = std(Score, 1, 2)

N =

    0.8165
    0.8165
    0.8165

>> N = std(Score, 1, 1)

N =

    2.6247    2.4495    2.6247

% 将N及表头写入Excel表格中；
>> xlswrite('04score.xlsx', N, 1, 'F2:F4')；
>> xlswrite('04score.xlsx', {'std'}, 1, 'F1')；
1234567891011121314151617

在Excel中获得文本

>> [Score Header] = xlsread('04score.xlsx')

Score =

    1.0000    2.0000    3.0000    2.0000    0.8165
    6.0000    5.0000    4.0000    5.0000    0.8165
    7.0000    8.0000    9.0000    8.0000    0.8165


Header = 

    ''       'text1'    'text2'    'text3'    'Mean'    'std'
    'a'      ''         ''         ''         ''        ''   
    'ab'     ''         ''         ''         ''        ''   
    'abc'    ''         ''         ''         ''        ''   
123456789101112131415

3.3.2 低阶文件输入/输出

• 以字节或字符级别读写文件；
• 具有fid；
• 文件中的位置由可以移动的指针pointer指定；

功能函数

函数	功能
fopen	打开文件
fclose	关闭文件
fscanf	读数据
fprintf	写数据
feof	文件结尾测试

fid = fopen('[filename]', '[permission]');
status = fclose(fid);
12

• permission包括'r' 'r+' 'w' 'w+' 'a' 'a+'

举例

将正弦值写入文件

x = 0:pi/10:pi;
y = sin(x);
fid = fopen('sinx.txt','w');
for i=1:11
    fprintf(fid,'%5.3f %8.4f\n', x(i), y(i));
end
fclose(fid);
type sinx.txt
12345678

通过格式化I/O进行读写

• Read：A = fscanf(fid, format, size);
• Write：fprintf(fid, format, x, y, ...);
• A：读取的数据；format：格式说明符；size：读取的数据量；x, y, ...：写入的数据；
• 格式说明符：%-12.5e；-12.5表示宽度和精度；

说明符	描述
%c
%d
%e
%f
%g
%o
%s
%u
%x

从文件中读取

• 检查是否是文件的结尾：feof(fid)

fid = fopen('04asciiData.txt','r'); i = 1;
while ~feof(fid)
  name(i,:) = fscanf(fid,'%5c',1);
  year(i) = fscanf(fid,'%d',1);
  no1(i) = fscanf(fid,'%d',1);
  no2(i) = fscanf(fid,'%d',1);
  no3(i) = fscanf(fid,'%g',1);
  no4(i) = fscanf(fid,'%g\n');
  i=i+1;
end
fclose(fid);

---

至此，整个基础知识学习到此结束，后续不会再进行相关记录。