MATLAB的cell数组

Posted 2023-04-13

参考技术A 5  Cell数组

元胞数组（cell）是MATLAB的一种特殊数据类型。可以将元胞数组看做一种无所不包的通用矩阵，或者叫做广义矩阵。组成元胞数组的元素可以是任何一种数据类型的常数或者常量，每一个元素也可以具有不同的尺寸和内存占用空间，每一个元素的内容也可以完全不同。和一般的数值矩阵一样，元胞数组的内存空间也是动态分配的。图3-3是元胞数组的结构示意图，表示的是一个2´3的元胞数组。元胞数组的第1行包括了无符号整数、字符串数组和一个复数数组，第2行包括了其他3种类型的数组，其中最后一个是另外的元胞数组的嵌套。

图3-3元胞数组结构示意图

和数值数组一样，元胞数组的维数不受限制，元胞数组可以是一维的、二维的，也可以是多维的。对元胞数组的元素进行寻访，可以使用“单下标”方式或者“全下标”方式。

结构数组和元胞数组有着非常相似的功能，但是二者又有所区别，具体比较如下。

结构数组和元胞数组在使用目的上类似，都是提供一种存储混合格式数据的方法。二者最大的区别在于：结构数组存储数据的容器称做“域”，而元胞数组是通过数字下标索引来进行访问的。

结构数组经常用于重要数据的组织存储。而元胞数组因为采用数字下标，所以经常在循环控制流中使用。元胞数组还常被用来存储不同长度的字符串。

在实际应用中，二者一般可以随意选择，多数情况下无论选用其中哪一种类型都可以达到目的，用户可以根据自己的习惯和实际应用来决定。

5.1  Cell数组的创建

组成元胞数组的数据可以是任意类型的数据，所以在创建元胞数组之前需要创建相应的数据。本小节结合具体的实例介绍创建元胞数组的方法。

在表现形式上，元胞数组和一般矩阵一样，元胞数组的尺寸也必须是长方形的。一般矩阵的创建使用中括号" [ ]"，而元胞数组使用的是花括号" "。元胞数组的创建方式同矩阵的创建方式类似，只需要将中括号" [ ]"替换为花括号" "即可。在元胞数组创建的过程中使用逗号或者空格来分隔元素，使用分号来分行。

【例3-21】  创建元胞数组示例。

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

>> A

A =

    [3x3 double]    'Anne Smith'

    [3.0000 + 7.0000i]    [1x9 double]

本例中元胞数组A的第一个元素是一个数值矩阵，矩阵的输入只需要使用正常的中括号" [ ]"即可。而第一行第二列字符串也是正常使用单引号即可。

【例3-22】  嵌套元胞数组创建示例。

（1）直接创建嵌套元胞数组，只需要将内层和外层的元胞数组都用花括号括起来即可。

>> header = 'Name', 'Age', 'Pulse/Temp/BP';    %  元胞数组的创建

>> records(1,:) = 'Kelly', 49, 58, 98.3, [103, 72];%  嵌套元胞数组的创建

>> header, records

header =

    'Name'    'Age'    'Pulse/Temp/BP'

records =

    'Kelly'    [49]    1x3 cell

（2）通过分步来创建元胞数组则更加清楚明了。

>> vitalsigns = 60, 98.4, [105, 75];

>> records(1,:) = 'Kelly', 49, vitalsigns

%  将元胞数组vitalsigns嵌套进records

records =

    'Kelly'    [49]    1x3 cell

【例3-23】  依次创建元胞数组示例。

用户还可以通过每次创建一个元胞的方式，依次创建元胞数组，MATLAB会根据表达式依次对原有的元胞数组进行扩展，从而建立新的元胞数组。例如：

>> 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/4:pi;

如果用户对超出数组尺寸的元胞进行赋值，那么MATLAB就会自动扩展至新的尺寸，以将新赋的值包括进来。例如将上面的A由2´2扩展为3´3，可以使用如下命令：

>> A(3,3) = 5;

扩展之后的元胞数组A示意图如图3-4所示。

图3-4元胞数组A示意图

除了上面所讲的方法之外，MATLAB还提供了一个专门的函数来建立元胞数组，即cell函数。cell函数用于创建一维、二维或者多维空元胞数组。

【例3-24】  创建空元胞数组示例。

>> a=cell(1)

a =

    []

>> b=cell(3,3)

b =

     []     []     []

     []     []     []

     []     []     []

>> c=cell(2,2,2)

c(:,:,1) =

     []     []

     []     []

c(:,:,2) =

     []     []

     []     []

>> whos

  Name      Size             Bytes  Class    Attributes

  a         1x1                  8  cell               

  b         3x3                 72  cell               

  c         2x2x2               64  cell               

使用cell函数创建空元胞数组的主要目的，是为数组预先分配连续的存储空间，节约内存占用，提高执行的效率。

5.2  Cell数组的寻访

元胞数组的寻访和一般数组的寻访类似，但是情况更为复杂。

对于二维数组A来说，A(2,4)表示的就是数组第2行第4列上的元素。但是对域元胞数组来说就不这么简单了。在元胞数组中，元胞和元胞里的内容是两个不同范畴的东西。因此，寻访元胞和元胞中的内容是两种不同的操作。为寻访不同的内容MATLAB设计了两种不同寻访的方法：“元胞外标识（cell indexing）”和“元胞内编址（Content addressing）”。

以元胞数组A为例，A(2,4)指的是元胞数组中的第2行第4列的元胞元素，而A2,4指的则是元胞数组中的第2行第4列的元胞内容。注意：这两种方式的区别仅在于使用的括号不同。

【例3-25】  元胞数组的寻访示例。

>> a=20,'matlab';ones(2,3),1:3

a =

    [        20]    'matlab'    

    [2x3 double]    [1x3 double]

>> str=a1,2       %  返回字符型数组str，a1,2表示对应元胞的内容

str =

matlab

>> class(str)       %  查看变量str的数据类型，结果确为字符型

ans =

char

>> str2=a(1,2)      %  a(1,2)表示元胞数组中的一个元胞

str2 =

    'matlab'

>> class(str2)      %  查看变量str2的数据类型，结果为元胞数组

ans =

cell

MATLAB中cell函数用法

cell元包是matlab中提供的一种数据类型，功能强大。

关于cell的创建：

1.跟一般创建举证一样，直接使用C = {A B D E}这种形式，不过这里把"[]"改成了}"{}"

2.使用cell创建cell,C= {C1 C2},这里C1和C2都是cell类型,直接把C1 C2作为一个cell得到的C3是一个1x2的cell数组；使用C3 = [C1 C2],是使用C1和C2的内容来创建cell数组

3.使用cell函数，A=cell(2,2),创建一个空的2x2的cell矩阵.

关于cell的访问:

1.X = C(s)使用这种"()"形式的返回的是cell类型

2.X = C{s}使用这种"{}"形式的返回的是cell中的内容

3.其他的基本上与通常的数组.矩阵访问一样了

4.A{1,1}(2,3:end)访问的是A中的第一个cell里面内容的第2行的第三个元素以后的所有元素

5.A{1,3}.name访问的是A中的A{1,3}cell里面结构的name值

6.cell的图形化显示使用命令cellplot(A)即可

关于cell的删除:

1.cell(1)=[]删除第一个cell,不能使用cell{1}=[],这是把第一个cell内容置空没有删除

>>C4={C1,C2,C3}

C4 =

    {3x2 cell}    {3x3 cell}    {3x1 cell}

>> C4(1)=[]

C4 =

    {3x3 cell}    {3x1 cell}

2.cell(:)=[]删除所有的cell,其他的删除一次类推
>> C4(:)=[]

C4 =

     {}

B={[1;2]}
这就定义了一个cell型的变量B，里面保存的是一个矩阵[1;2]
要引用里面的数据只要在大括号里写上对应的下标即可，如
B{1}
下面我们给B再加个元素，我们可以这样定义
B(2)={‘hello‘}
也可以利用引用的方法定义
B{2}=‘hello‘
第二种方法比第一种方法更方便所以更常用。
这样B就有两个元素了，B(1)是{[1;2]}，B(2)是{‘hello‘}，每个元素都是cell型的（注意和B{1}、B{2}的区别，B{1}是[1;2]，B{2}是‘hello‘)