Все переменные всех типов данных в MATLAB являются многомерными массивами. Вектор — это одномерный массив, а матрица — это двумерный массив.
Мы уже обсуждали векторы и матрицы. В этой главе мы обсудим многомерные массивы. Однако перед этим давайте обсудим некоторые специальные типы массивов.
Специальные массивы в MATLAB
В этом разделе мы обсудим некоторые функции, которые создают специальные массивы. Для всех этих функций один аргумент создает квадратный массив, двойные аргументы создают прямоугольный массив.
Функция нулей () создает массив всех нулей —
Например —
zeros(5)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Функция ones () создает массив всех единиц —
Например —
ones(4,3)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Функция eye () создает единичную матрицу.
Например —
eye(4)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
Функция rand () создает массив равномерно распределенных случайных чисел по (0,1) —
Например —
rand(3, 5)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = 0.8147 0.9134 0.2785 0.9649 0.9572 0.9058 0.6324 0.5469 0.1576 0.4854 0.1270 0.0975 0.9575 0.9706 0.8003
Магический Квадрат
Магический квадрат — это квадрат, который дает одинаковую сумму, когда его элементы добавляются построчно, по столбцам или по диагонали.
Функция magic () создает массив магических квадратов. Требуется исключительный аргумент, который дает размер квадрата. Аргумент должен быть скаляром, большим или равным 3.
magic(4)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = 16 2 3 13 5 11 10 8 9 7 6 12 4 14 15 1
Многомерные массивы
В MATLAB массив, имеющий более двух измерений, называется многомерным массивом. Многомерные массивы в MATLAB являются расширением нормальной двумерной матрицы.
Обычно для создания многомерного массива мы сначала создаем двумерный массив и расширяем его.
Например, давайте создадим двумерный массив a.
a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
a = 7 9 5 6 1 9 4 3 2
Массив a является массивом 3 на 3; мы можем добавить третье измерение к, предоставив такие значения, как —
a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
a = ans(:,:,1) = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ans(:,:,2) = 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Мы также можем создавать многомерные массивы, используя функции ones (), zeros () или rand ().
Например,
b = rand(4,3,2)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
b(:,:,1) = 0.0344 0.7952 0.6463 0.4387 0.1869 0.7094 0.3816 0.4898 0.7547 0.7655 0.4456 0.2760 b(:,:,2) = 0.6797 0.4984 0.2238 0.6551 0.9597 0.7513 0.1626 0.3404 0.2551 0.1190 0.5853 0.5060
Мы также можем использовать функцию cat () для построения многомерных массивов. Он объединяет список массивов по указанному измерению —
Синтаксис для функции cat () —
B = cat(dim, A1, A2...)
Куда,
-
B — новый созданный массив
-
A1 , A2 , … массивы, которые будут объединены
-
dim — это размер, по которому объединяются массивы.
B — новый созданный массив
A1 , A2 , … массивы, которые будут объединены
dim — это размер, по которому объединяются массивы.
пример
Создайте файл сценария и введите в него следующий код —
a = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1]; b = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; c = cat(3, a, b, [ 2 3 1; 4 7 8; 3 9 0])
Когда вы запускаете файл, он отображает —
c(:,:,1) = 9 8 7 6 5 4 3 2 1 c(:,:,2) = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 c(:,:,3) = 2 3 1 4 7 8 3 9 0
Функции массива
MATLAB предоставляет следующие функции для сортировки, вращения, перестановки, изменения формы или смещения содержимого массива.
функция | Цель |
---|---|
длина | Длина вектора или наибольшее измерение массива |
ndims | Количество размеров массива |
numel | Количество элементов массива |
размер | Размеры массива |
iscolumn | Определяет, является ли ввод вектором столбца |
пустой | Определяет, является ли массив пустым |
ismatrix | Определяет, является ли ввод матричным |
isrow | Определяет, является ли ввод вектором строки |
isscalar | Определяет, является ли вход скалярным |
isvector | Определяет, является ли входной вектор |
blkdiag | Создает блочную диагональную матрицу из входных аргументов. |
circshift | Смещает массив по кругу |
ctranspose | Комплексное сопряженное транспонирование |
диаг | Диагональные матрицы и диагонали матрицы |
flipdim | Переворачивает массив по указанному измерению |
fliplr | Отразить матрицу слева направо |
flipud | Переворачивает матрицу вверх-вниз |
ipermute | Инвертирует перестановочные размеры массива ND |
переставлять | Переставляет размеры массива ND |
repmat | Реплики и массив плиток |
перекроить | Перекраивает массив |
rot90 | Поворот матрицы на 90 градусов |
shiftdim | Смещает размеры |
issorted | Определяет, находятся ли заданные элементы в отсортированном порядке |
Сортировать | Сортирует элементы массива в порядке возрастания или убывания |
sortrows | Сортирует строки в порядке возрастания |
выжимать | Удаляет одиночные размеры |
транспонировать | транспонировать |
векторизовать | Векторизованное выражение |
Примеры
Следующие примеры иллюстрируют некоторые из функций, упомянутых выше.
Длина, Размер и Количество элементов —
Создайте файл сценария и введите в него следующий код —
x = [7.1, 3.4, 7.2, 28/4, 3.6, 17, 9.4, 8.9]; length(x) % length of x vector y = rand(3, 4, 5, 2); ndims(y) % no of dimensions in array y s = ['Zara', 'Nuha', 'Shamim', 'Riz', 'Shadab']; numel(s) % no of elements in s
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
ans = 8 ans = 4 ans = 23
Круговое смещение элементов массива —
Создайте файл сценария и введите в него следующий код —
a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] % the original array a b = circshift(a,1) % circular shift first dimension values down by 1. c = circshift(a,[1 -1]) % circular shift first dimension values % down by 1 % and second dimension values to the left % by 1.
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 b = 7 8 9 1 2 3 4 5 6 c = 8 9 7 2 3 1 5 6 4
Сортировка массивов
Создайте файл сценария и введите в него следующий код —
v = [ 23 45 12 9 5 0 19 17] % horizontal vector sort(v) % sorting v m = [2 6 4; 5 3 9; 2 0 1] % two dimensional array sort(m, 1) % sorting m along the row sort(m, 2) % sorting m along the column
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
v = 23 45 12 9 5 0 19 17 ans = 0 5 9 12 17 19 23 45 m = 2 6 4 5 3 9 2 0 1 ans = 2 0 1 2 3 4 5 6 9 ans = 2 4 6 3 5 9 0 1 2
Cell Array
Массивы ячеек — это массивы индексированных ячеек, где каждая ячейка может хранить массив разных измерений и типов данных.
Функция cell используется для создания массива cell. Синтаксис для функции ячейки —
C = cell(dim) C = cell(dim1,...,dimN) D = cell(obj)
Куда,
-
С — массив ячеек;
-
dim — скалярное целое число или вектор целых чисел, который определяет размеры массива ячеек C;
-
dim1, …, dimN — скалярные целые числа, которые определяют размеры C;
-
obj является одним из следующих —
- Массив или объект Java
- .NET массив типа System.String или System.Object
С — массив ячеек;
dim — скалярное целое число или вектор целых чисел, который определяет размеры массива ячеек C;
dim1, …, dimN — скалярные целые числа, которые определяют размеры C;
obj является одним из следующих —
пример
Создайте файл сценария и введите в него следующий код —
c = cell(2, 5); c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}
Когда вы запускаете файл, он показывает следующий результат —
c = { [1,1] = Red [2,1] = 1 [1,2] = Blue [2,2] = 2 [1,3] = Green [2,3] = 3 [1,4] = Yellow [2,4] = 4 [1,5] = White [2,5] = 5 }
Доступ к данным в массивах ячеек
Существует два способа обращения к элементам массива ячеек:
- Заключение индексов в первую скобку () для ссылки на наборы ячеек
- Заключение индексов в фигурные скобки {} для ссылки на данные в отдельных ячейках
Когда вы заключаете индексы в первую скобку, это относится к набору ячеек.
Индексы массива ячеек в гладких скобках относятся к наборам ячеек.
Например —
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}; c(1:2,1:2)
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —
ans = { [1,1] = Red [2,1] = 1 [1,2] = Blue [2,2] = 2 }
Вы также можете получить доступ к содержимому ячеек путем индексации с помощью фигурных скобок.
Например —
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}; c{1, 2:4}
MATLAB выполнит приведенный выше оператор и вернет следующий результат —