3.字符和字符串
在MATLAB中，几个字符（Character）可以构一个字符串（String）。一个字符串被视为一个行向量，而字符串中的每一个字符（含空格符），则是以其ASCII的形式存放于此向量的每一个元素中，只是它的外显形式仍然是可读的字符。字符串类型在数据的可视化、应用程序的交互方面有着非常重要的作用。
3.1 创建字符串
1．一般字符串的创建
在MATLAB中，所有的字符串都用两个单引号括起来，进行输入赋值。如在MATLAB命令窗口中输入：
>> a='matlab'
a =
matlab
字符串的每个字符(空格也是字符)都是相应矩阵的一个元素，上述变量a是1×6阶的矩阵，可以用size(a)命令查得：
>> size(a)
ans =
1 6 % 1行6列
2．中文字符串的创建
中文也可以作为字符串的内容。但需要注意的是：在中文字符串的输入过程中，两边的单引号必须是英文状态的单引号。例如：
>> A='中文字符串输入演示'
A =
中文字符串输入演示
3．字符串的寻访
在MATLAB中，字符串的寻访可以通过其坐标来实现。在一个字符串中，MATLAB按照从左至右的顺序对字符串中的字符依次编号（1，2，3，…）。进行字符串的寻访，只需要像寻访一般矩阵那样即可。例如在前面创建了中文字符串A之后可以得到：
>> A(3:5)
ans =
字符串
4．字符串数组的创建
二维字符串（数组）的建立也非常简单。可以像数值数组的建立那样直接输入，也可以使用str2mat等函数建立。
【例3-6】 多行串数组的直接输入示例。
>> clear
>> S=['This string array '
'has multiple rows.']
S =
This string array
has multiple rows.
>> size(S)
ans =
2 18
需要注意的是：在直接输入多行字符串数组的时候，每一行的字符个数必须相同。
【例3-7】 使用函数str2mat创建多行串数组示例。
>> a=str2mat('这','字符','串数组','','由5 行组成')
a =
这
字符
串数组
由5 行组成
>> size(a)
ans =
5 6
在使用函数str2mat创建字符串数组的时候，不用担心每一行的字符个数是否相等，函数在运行中会以字符最多的一行为准，而将其他行中的字符以空格补齐。
3.2 字符串比较
在MATLAB中，有多种对字符串进行比较的功能：
（1）比较两个字符串或者子串是否相等；
（2）比较字符串中的单个字符是否相等；
（3）对字符串内的元素分类，判断每个元素是否是字符或者空格。
用户可以使用下面4个函数中的任意一个，来判断两个输入字符串是否相等。
（1）strcmp：判断两个字符串是否相等。
（2）strncmp：判断两个字符串的前n个字符是否相等。
（3）strcmpi和strncmpi：这两个函数的作用分别与strcmp和strncmp相同，只是在比较的过程中忽略了字母大小写。
考虑有这两个字符串：
>>str1 = 'hello';
>>str2 = 'help';
字符串str1和str2并不相等，所以使用strcmp函数来判断的话，将会返回逻辑0（false）。例如：
>>C = strcmp(str1,str2)
C =
0
由于字符串str1和str2的前3个字符相等，所以用strncmp函数来比较前3个以内字符，将会返回逻辑1（true）。例如：
>>C = strncmp(str1, str2, 2) % 比较前两个字符
C =
1
下面介绍如何对大小写不同的情况进行比较。
>> str3 = 'Hello';
>> D = strncmp(str1, str3,2) % 对大小写敏感
D =
0
>> F = strncmpi(str1, str3,2) % 对大小写不敏感
F =
1
用户可以使用关系运算符进行字符串的比较，只要比较的数组具有相同的尺寸，或者其中一个是标量即可。例如，可以使用（==）运算符来判断两个字符串中有哪些字符相等。
>>A = 'fate';
>>B = 'cake';
>>A == B
ans =
0 1 0 1
所有的关系运算符都可以用来比较字符串相对应位置上的字符。
3.3 字符串查找与替换
MATLAB提供了很多函数供用户进行字符串的查找与替换。更加强大的是，MATLAB也支持在字符串的查找与替换中使用正则表达式。通过灵活使用正则表达式，可以对字符串进行各种形式的查找与替换。至于正则表达式的应用，用户可以查询帮助文档中的Regular Expressions部分。
【例3-8】 使用strrep函数进行字符串查找替换示例。
考虑有这样一个标签：
>> label = 'Sample 1, 03/28/15'
label =
Sample 1, 03/28/15
函数strrep用于实现一般的查找与替换功能。本例中使用strrep函数，将日期从"03/28"替换为"03/30"。命令如下：
>> newlabel = strrep(label, '28', '30')
newlabel =
Sample 1, 03/30/15
【例3-9】 使用findstr函数进行字符串查找示例。
findstr函数用于返回某一子串在整个字符串中的开始位置。例如在字符串中查找字母a和oo出现的位置，可以使用如下命令：
>> strtemp='have a good time!'
strtemp =
have a good time!
>> position1= findstr('a', strtemp)
position1 =
2 6
>> position2 = findstr('oo', strtemp)
position2 =
9
从本例可以看出，字母a出现在第2和第6两个位置，这说明findstr函数返回的位置信息包括所有出现的子串的位置。而字母'oo'字串只出现了一次，所以只返回一个位置信息。
strtok 函数用于返回分隔字符第1次出现之前的字符。如果不自行指定分隔字符，默认的分隔字符则是泛空格符字符，因此用户可以使用strtok函数将一个句子按照单词分开。
【例3-10】 使用strtok函数进行字符串查找示例。
>> t='I have walked out on a handful ofmovies in my life.'; % 测试字符串
>> remain = t;
>> while true %使用while循环结构
[str, remain] = strtok(remain); % 以默认的空格为分隔符查找
if isempty(str), break; end % 循环跳出控制
disp(sprintf('%s', str)) % 显示结果
end
以下就是使用strtok函数进行多次查找得到的结果：
I
have
walked
out
on
a
handful
of
movies
in
my
life.
函数strmatch用于查找一个字符数组中以指定子串开始的字符串，该函数返回的是以指定子串开始的行编号。
【例3-11】 使用strmatch函数进行字符串查找示例。
>> maxstrings = strvcat('max', 'minimax','maximum') % 测试字符串数组
maxstrings =
max
minimax
maximum
>> strmatch('max', maxstrings) % 在测试字符串数组中查找以max开头的字符串
ans =
1
3
在本例中第二行minimax虽然也包含max子串，但是这个子串的并不是以max开始的，所以在查找过程中没有返回第2行为结果。
3.4 类型转换
在MATLAB中允许不同类型的数据和字符串类型的数据之间进行转换，这种转换需要使用不同的函数完成。另外，同样的数据，特别是整数数据，有很多种表示的格式，例如十进制、二进制或者十六进制。在C语言中，需要使用printf函数通过相应的格式字符串就可以输出不同格式的数据。而在MATLAB中，则直接提供了相应的函数可以完成数制的转换。表3-2和表3-3分别列举了这些函数。
表3-2 数字与字符串之间的转换函数
函 数说 明函 数说 明
num2str将数字转换为字符串str2num将字符串转换为数字
int2str将整数转换为字符串sprintf格式化输出数据到命令行窗口
mat2str将矩阵转换为eval函数可以使用的字符串sscanf读取格式化字符串
str2double将字符串转换为双精度类型的数据
表3-3 不同数值之间的转换函数
函 数说 明函 数说 明
hex2num将十六进制整数字符串转换为双精度数据dec2bin将十进制整数转换为二进制整数字符串
hex2dec将十六进制整数字符串转换为十进制数据base2dec将指定数制类型的数字字符串转换为十进制整数
dec2hex将十进制数据转换为十六进制整数字符串dec2base将十进制整数转换为指定数制类型的数字字符串
bin2dec将二进制整数字符串转换为十进制整数
在表3-2列举的数字与字符串之间的转换函数中，常用的是num2str和str2num。这两个函数在MATLAB的图形用户界面编程中应用较多。
【例3-12】 num2str和str2num函数用法实例。
>> a=['1 2';'3 4'] % 创建一个字符串数组
a =
1 2
3 4
>> b=str2num(a) % 将字符串转换为数值形式
b =
1 2
3 4
>> c=str2num('1+2i') %将字符串转换为数值形式
c =
1.0000 +2.0000i
>> d=str2num('1 +2i') %将字符串转换为数值形式
d =
1.0000 +0.0000i 0.0000 + 2.0000i>>e=num2str(rand(3,3),6) % 将数值转换为字符串形式
e =
0.814724 0.913376 0.278498
0.905792 0.632359 0.546882
0.126987 0.0975404 0.957507
>> whos
Name Size Bytes Class Attributes
a 2x3 12 char
b 2x2 32 double
c 1x1 16 double complex
d 1x2 32 double complex
e 3x35 210 char
本例中转换生成变量c和d时得到了不同的结果，主要原因是在变量d中，数字 “1”和字符“+2i”之间存在空格，而加号“+”和数字“2”之间没有空格，所以转换的结果与生成变量c时不同，创建变量c的时候，在数字“1”、加号“+”和数字“2”之间都存在空格。为了避免出现上述问题，可以使用str2double函数，但是该函数仅能转换标量，不能转换矩阵或者数组。
使用num2str函数将数字转换为字符串时，可以指定字符串所表示的有效数字位数，详细信息可以查阅MATLAB的help文档。
3.5 字符串应用函数小结
MATLAB主要以矩阵计算闻名于世，除此以外该软件在字符串处理方面也提供了一系列非常强大的函数。表3-4对常用字符串函数进行了分类小结。
表3-4 字符串函数
函 数说 明
字符串创建函数'str'由单引号（英文状态）创建字符串
blanks创建空格字符串
sprintf将格式化数据写入字符串
strcat字符串组合
strvcat竖直方向字符串组合
字符串修改函数deblank删除尾部空格
lower将所有字符小写
sort将所有元素升序或降序排列
strjust字符串对齐
strrep字符串替换
strtrim删除开始和尾部的泛空格符
upper将所有字符大写
字符串的读取和操作eval将一个字符串作为MATLAB命令执行
sscanf格式读入字符串
续表
函 数说 明
字符串查找替换函数findstr查找子串
strcmp字符串比较
strcmpi字符串比较，忽略大小写
strmatch查找符合要求的行
strncmp比较字符串的前N个字符
strncmpi比较字符串的前N个字符，忽略大小写
strtok查找某个字符最先出现的位置