matlab如何创建多维数组
Posted
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了matlab如何创建多维数组相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
1、打开matlab，在命令行窗口输入zeros(2,3)，如下图所示。
2、按回车键之后，可以看到创建了一个2行3列的二维数组。
3、在命令行窗口输入ones(3,4)，如下图所示。
4、按回车键之后，可以看到创建一个3行4列的数组，如下图所示。
5、zeros函数创建一定大小的全0数组，ones函数创建一定大小的全1数组，都可以提前定义数组大小，全0，全1相当于空数组，定义之后，可以对数组进行赋值，根据需要选择。
创建多维数组示例：
>>A(3,3,3)=1%创建3*3*3数组，未赋值元素默认设置为0
A(:,:,1)=
000
000
000
A(:,:,2)=
000
000
000
A(:,:,3)=
000
000
001
>>B(3,4,:)=1:4%创建3*4*4数组
B(:,:,1)=
0000
0000
0001
B(:,:,2)=
0000
0000
0002
B(:,:,3)=
0000
0000
0003
B(:,:,4)=
0000
0000
0004
扩展资料
matlab由二维数组合成多维数组
>>clear
>>A(:,:,1)=magic(4);%创建数组A第1页的数据
>>A(:,:,2)=ones(4);%创建数组A第2页的数据
>>A(:,:,3)=zeros(4)%创建数组A第3页的数据
A(:,:,1)=
162313
511108
97612
414151
A(:,:,2)=
1111
1111
1111
1111
A(:,:,3)=
0000
0000
0000
0000
参考技术B分别演示如何分配三维数组和在第三个维度上拼接两个二维数组：
>> ones( 1, 2, 3 )ans(:,:,1) =
1 1
ans(:,:,2) =
1 1
ans(:,:,3) =
1 1
>> a = rand( 1, 3 )
a =
0.9134 0.6324 0.0975
>> b = rand( 1, 3 )
b =
0.2785 0.5469 0.9575
>> cat( 3, a, b )
ans(:,:,1) =
0.9134 0.6324 0.0975
ans(:,:,2) =
0.2785 0.5469 0.9575本回答被提问者和网友采纳 参考技术C matlab多维数组操作
1.一个三维数组由行、列和页三维组成，其中每一页包含一个由行和列构成的二维数组。
2.利用标准数组函数创建多维数组
A=zeros(4,3,2) 生成一个4行3列2页的三维全0数组，ones，rand和randn等函数有相似的用法。
3.利用直接索引方式生成多维数组
A=zeros(2,3)
A(:,:,2)=ones(2,3)
A(:,:,3)=4
上面的代码先生成一个二维数组作为三维数组的第一页，然后通过数组直接索引，添加第二页、第三页。
4.利用函数reshape和repmat生成多维数组
B=reshape(A,2,9)
B=[A(:,:,1) A(:,:,2) A(:,:,3)] %结果与上面一样。
reshape(B,2,3,3)
reshape(B,[2 3 3]) %结果与上面一样。
提示：reshape函数可以将任何维数的数组转变成其他维数的数组。
5.利用repmat函数生成多维数组
C=ones(2,3)
repmat(C,[1 1 3]) % repmat写出类似reshape的repmat(C,1,1,3)将显示出错
提示：repmat是通过数组复制创建多维数组的，上面的代码即是将数组C在行维和列维分别复制一次，然后再页维复制三次得到2×3×3的三维数组。
6.利用cat函数创建多维数组
a=zeros(2);
b=ones(2);
c=repmat(2,2,2);
D=cat(3,a,b,c)%创建三维数组
D=cat(4,a,b,c) %创建4维数组。
D(:,1,:,:) %查看第一列的数据。
size(D) %可以知道数组D的具体维数。
6.数组运算与处理
数组之间的运算要求两个数组在任何一维都必须具有相同的大小。
（1）squeeze函数用于删除多维数组中的单一维（即大小为1的那些维）
E=squeeze(D)
size(D) E的数据和D一样，但比D少了一维，只有2行、2列和3页。
（2）reshape函数可以将一个三维向量变成一维向量。
v(1,1,:)=1:6
squeeze(v)
v(:)
（3）reshape函数用于改变多维数组的行、列、页以及更高阶的维数，但不改变数组元素的总个数。
F=cat(3,2+zeros(2,4),ones(2,4),zeros(2,4))
G=reshape(F,[3,2,4])
H=reshape(F,[4 3 2]) 或K=reshape(F,2,12)
多维数组的重组按这样的顺序：第一页的第一列、第二列……，第二页的第一列、第二列……。
7.sub2ind函数和ind2sub函数用于多维数组的直接引用，索引顺序与重组顺序一致。
sub2ind(size(F),1,1,1) %求第1行、第1列、第1页的数值的单一索引
sub2ind(size(F),1,2,1) %求第1行、第2列、第1页的数值的单一索引
sub2ind(size(F),1,2,3) %求第1行、第2列、第3页的数值的单一索引
[r c p]=ind2sub(size(F),19) %由单一索引求其对应的行列页数值。
8．函数flipdim用于多维数组的翻转，相当于二维数组中的flipud和fliplr函数。例如下面的代码进行按行、列和按页翻转。
M=reshape(1:18,2,3,3)
flipdim(M,1) %每一页中的行翻转
flipdim(M,2) %每一页中的列翻转
flipdim(M,3) %将第一和第三页翻转调换
9.函数shiftdim用于循环轮换一个数组的维数。如果一个数组r行、c列和p页，则循环轮换一次，就生成一个c行、p列和r页的数组。
M %重新调用
shiftdim(M,1) %轮换一次
shiftdim(M,2) %轮换两次
数组轮换后规律很难直观理解，我们可以将三维数组看成一个类似魔方的方形盒子
函数shiftdim也支持负的循环轮换次数。执行该轮换时，数组的维数增加，并且多出的维数均为单一维。
M %重新调用
size(M)
shiftdim(M,-1)
size(ans).
10.函数permute和ipermute用于实现多维条件下的转置操作。从本质上讲permute函数是shiftdimhas函数的扩展。
M %重新调用
permute(M,[2 3 1])
shiftdim(M,1) %两者结果一样
permute函数中的参数[2 3 1]表示使函数第二维成为第一维，第三维成为第二维，第一维成为第三维。
11. permute(M,[2 1 3])
[2 1 3]表示将数组的行列相互转置，页保持不变（只在第一和第二维转置）。
permute函数的第一个参数为待转置的数组，第二个参数为转置顺序，它必须是待转置的多维数组的维数的某种排列，否则所进行的转置无法进行。
permute函数也可以用来将一个数组变成更高维的数组，例如shiftdim(M,-1)也可以用permute函数来实现。
permute(M,[4 1 2 3])
这是 因为任何一个数组都具有大于其本身尺寸的更高维数，并且这些维数均为单一维数。例如二维数组具有页这一维，只是只有一页。总之超过数组本身大小的维数都是单一维。M是一个三维数组，其第四维必为单一维，因此将M的第四维与第一维转置，第一维变成了单一维。
12．二维数组两次转置变换回原来的形式，对于多维数组，用函数ipermute来取消permute所执行的转置操作。
M %重新调用
permute(M,[3 2 1])
ipermute(M,[3 2 1]) %在我的Matlab上运行没有达到预期效果
13．size函数返回数组每一维的大小
numel函数返回数组的总元素个数
当不指定size的返回值时，将返回一个由数组的各维数组成的向量。当我们知道数组的维数时，可以将维数返回到指定变量中。
[r c p]=size(M)
r=size(M,1)
c=size(M,2)
p=size(M,3)
v=size(M,4)
当一个数组的维数或者某数组维数不确定时，可以利用函数ndims获得数组的维数值。例如：ndims(M)，与length（size（M））等效。
Matlab的多维数组操作
MATLAB中的多维数组是指具有两个以上维度的数组。在矩阵中，两个维度由行和列表示。
每个元素由两个下标（即行索引和列索引）来定义。多维数组是二维矩阵的扩展，并使用额外的下标进行索引。例如，三维数组使用三个下标。前两个维度就像一个矩阵，而第三个维度表示元素的页数或张数。
创建多维数组
要创建多维数组，可以先创建二维矩阵，然后再进行扩展。例如，首先定义一个 3×3 矩阵，作为三维数组中的第一页。
A = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]A = 3×31 2 34 5 67 8 9
现在添加第二页。要完成此操作，可将另一个 3×3 矩阵赋给第三个维度中的索引值 2。语法 A(:,:,2) 在第一个和第二个维度中使用冒号，以在其中包含赋值表达式右侧的所有行和所有列。
A(:,:,2) = [10 11 12; 13 14 15; 16 17 18]A =A(:,:,1) =1 2 34 5 67 8 9A(:,:,2) =10 11 1213 14 1516 17 18
cat 函数可用于构造多维数组。例如，在 A 后以串联方式添加第三页，由此创建一个新的三维数组 B。第一个参数指示要沿哪一个维度进行串联。
B = cat(3,A,[3 2 1; 0 9 8; 5 3 7])B =B(:,:,1) =1 2 34 5 67 8 9B(:,:,2) =10 11 1213 14 1516 17 18B(:,:,3) =3 2 10 9 85 3 7
快速扩展多维数组的另一种方法是将一个元素赋给一整页。例如，为数组 B 添加第四页，其中包含的值全部为零。
B(:,:,4) = 0B =B(:,:,1) =1 2 34 5 67 8 9B(:,:,2) =10 11 1213 14 1516 17 18B(:,:,3) =3 2 10 9 85 3 7B(:,:,4) =0 0 00 0 00 0 0
访问元素
要访问多维数组中的元素，请使用整数下标，就像在向量和矩阵中一样。例如，找到 A 中下标为 1,2,2 的元素，它位于 A 的第二页上的第一行第二列。
AA =A(:,:,1) =1 2 34 5 67 8 9A(:,:,2) =10 11 1213 14 1516 17 18elA = A(1,2,2)elA = 11
在第二个维度中使用索引向量 [1 3]，只访问 A 的每一页上的第一列和最后一列。
C = A(:,[1 3],:)C =C(:,:,1) =1 34 67 9C(:,:,2) =10 1213 1516 18
要查找每一页的第二行和第三行，请使用冒号运算符创建索引向量。
D = A(2:3,:,:)D =D(:,:,1) =4 5 67 8 9D(:,:,2) =13 14 1516 17 18
操作数组
多维数组的元素可以通过多种方式移动，类似于向量和矩阵。reshape、permute 和 squeeze 函数可用于重新排列元素。假设有一个两页的三维数组。
重构多维数组有助于执行某些操作或可视化数据。使用 reshape 函数，将一个三维数组的元素重新排列成 6×5 矩阵。
A = [1 2 3 4 5; 9 0 6 3 7; 8 1 5 0 2];A(:,:,2) = [9 7 8 5 2; 3 5 8 5 1; 6 9 4 3 3];B = reshape(A,[6 5])B = 6×51 3 5 7 59 6 7 5 58 5 2 9 32 4 9 8 20 3 3 8 11 0 6 4 3
reshape 逐列操作，沿 A 中各列连续逐一提取元素来创建新矩阵，从第一页开始，之后是第二页。
置换操作用于重新排列数组的维度顺序。假设有一个三维数组 M。
M(:,:,1) = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];M(:,:,2) = [0 5 4; 2 7 6; 9 3 1]M =M(:,:,1) =1 2 34 5 67 8 9M(:,:,2) =0 5 42 7 69 3 1
使用 permute 函数，通过在第二个参数中指定维度顺序，将每一页上的行下标和列下标交换。M 的原始行现在是列，原始列现在是行。
P1 = permute(M,[2 1 3])P1 =P1(:,:,1) =1 4 72 5 83 6 9P1(:,:,2) =0 2 95 7 34 6 1
同样，将 M 的行下标和页下标交换。
P2 = permute(M,[3 2 1])P2 =P2(:,:,1) =1 2 30 5 4P2(:,:,2) =4 5 62 7 6P2(:,:,3) =7 8 99 3 1
操作多维数组时，可能会遇到某些数组有一个长度为 1 的多余维度。squeeze 函数可以执行另一种操作，消除长度为 1 的维度。例如，使用 repmat 函数创建一个 2×3×1×4 数组，其元素全部为 5，第三个维度的长度为 1。
A = repmat(5,[2 3 1 4])A =A(:,:,1,1) =5 5 55 5 5A(:,:,1,2) =5 5 55 5 5A(:,:,1,3) =5 5 55 5 5A(:,:,1,4) =5 5 55 5 5szA = size(A)szA = 1×42 3 1 4numdimsA = ndims(A)numdimsA = 4
使用 squeeze 函数删除第三个维度，从而得到一个三维数组。
B = squeeze(A)B =B(:,:,1) =5 5 55 5 5B(:,:,2) =5 5 55 5 5B(:,:,3) =5 5 55 5 5B(:,:,4) =5 5 55 5 5szB = size(B)szB = 1×32 3 4numdimsB = ndims(B)numdimsB = 3
以上是关于matlab如何创建多维数组的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章