$ 一步一步學Matlab（3）——Matlab中的數據類型

小學時候咱們就知道，數學中有天然數、整數、分數、小數等等不少種類型的數。到了中學，咱們又發現了其實還有無理數、複數這些有些特殊的數。到了大學學了高等數學以後，咱們又知道了其實還存在着無窮大、無窮小這樣「難以想象」的「數」。
爲了對各類數據類型都可以作到有效處理，Matlab中也規定了一系列不一樣的數據類型，下面對其進行一一介紹。

數值類型

數值類型其實就對應於數學中的各類類型的數，包括下面幾種：

• 整數
• 浮點數（包括單精度和雙精度）
• 複數
• 無窮量
• 非數值量

邏輯類型

現實世界中不少事情都是真假之間，好比真假美猴王，真錢假錢，真相與假象...Matlab世界也存在着這種用於判斷真假的數據類型，一般0表示假（0表示無，什麼都沒有，四大皆空，固然是假），而非0的數表示真。

在數學中，咱們也常常會遇到判斷真假的問題，好比判斷1>2這個式子是否成立。Matlab中提供了一系列的關係運算符：

關係運算符	含義
<	小於
<=	小於或等於
>	大於
>=	大於或等於
==	等於
~=	不等於

下面將用一段Matlab代碼來展示這些關係運算符的用法：

?1>2  % 由於1不大於2，因此結果是假，輸出0

ans =

     0

?1<=2  % 由於1是小於等於2的，因此結果是真，輸出1

ans =

     1

?1~=2  % 由於1是不等於2的，因此結果是真，輸出1

ans =

     1

?1==2  % 由於1不等於2，因此結果是假，輸出0

ans =

     0

除了關係運算符之外，Matlab中還有3個邏輯運算符：與、或、非，是對運算數按二進制位進行運算的：

邏輯運算符	含義
&	（按位）與，兩個數都爲真結果才爲真，不然結果爲假
|	（按位）或，兩個數至少有一個爲真，結果才爲真，不然結果爲假
~	（按位）非，對單個數進行操做，若該數爲真，則結果爲假，不然爲真

代碼舉例以下：

?2&5  % 由於2和5都是非零的數，因此都爲真，它們的與運算結果也是真

ans =

     1

?2&0  % 由於2是非零的數，表示真，而0表示假，因此它們的與運算結果是假

ans =

     0

?2 | 5  % 由於2和5都表示真，因此它們的或運算結果也爲真

ans =

     1

?2 | 0  % 由於2表示真，0表示假，因此兩個數中有一個數是真，因此結果也是真

ans =

     1

?~0  % 由於0表示假，因此它的非運算的結果就相反，爲真

ans =

     1

?~2  % 由於2表示真，因此它的非運算結果爲假

ans =

     0

字符和字符串類型

還記得在咱們的第一篇Hello World程序中用disp函數輸出Hello World嗎？裏面的"Hello World"其實就是一個字符串，它實際上是由多個單字符組成的字符數組，請看示例代碼：

?str = 'Hello World';  % 字符串要使用單引號括起來，不要使用雙引號
?disp(str)
Hello World
?size(str)  % 求字符串str的長度，返回的結果爲：[1,11]，表示str是一個1維、有11個元素的數組

ans =

     1    11

?str(1,5)  % 顯示str的第1行、第5個元素（注意：下標是從1開始的）

ans =

o

?str(7)  % 顯示str的第7個元素

ans =

W

?abs(str)  % 求str每一個元素的絕對值（顯示字母的ASCII碼，若是是中文，則將顯示字符的unicode編碼）

ans =

    72   101   108   108   111    32    87   111   114   108   100

?abs(str(1))  % 求str第一個元素的絕對值，返回72，這正是字母'H'的ASCII碼

ans =

    72

結構體類型

結構體類型是一種特殊的數據類型，至關於其餘面嚮對象語言中的對象，也能夠當作是C語言中的結構體類型。

建立結構體類型的方法十分簡單：結構體名稱.字段名稱 = 字段值，而且支持嵌套。

下面給出一段示例程序，用於建立一個名爲Person的結構體，它有name、age、language（會說的語言，是一個單元數組，後面講）、score（成績，也是一個結構體）四個屬性：

?Person.name = 'Tom';
?Person.age = 20;
?Person.language = {'Chinese','Spanish'};
?score.Math = 78;
?score.English = 98;
?Person.score = score;
?Person

Person = 

        name: 'Tom'
         age: 20
       score: [1x1 struct]
    language: {'Chinese'  'Spanish'}

?Person.score

ans = 

       Math: 78
    English: 98

數組與矩陣類型

數組是一堆元素的集合，這些元素能夠是數值類型，也能夠是字符串、結構體等類型。同一個數組中的元素的數據類型必須都相同。數組的運算其實是對數組中的每一個元素同時進行運算。

矩陣能夠當作是多維數組，矩陣的運算遵循線性代數運算法則。矩陣將在後面的Blog中進行詳細介紹。

建立數組有以下幾種方式：

• 枚舉式
• 等差數列式
• 區間線性分割式

下面用實例代碼介紹一下建立數組的幾種方式：

?array = [1,2,3,4,5]  % 枚舉式，逐一列舉數組中的每一個元素，元素之間用逗號隔開，也能夠用空格隔開

array =

     1     2     3     4     5

?array2 = 1:5  % 等差數列式，以等差數組的形式建立數組，分別給出首、尾元素和步長（即等差數列的公差），步長爲1時能夠省略

array2 =

     1     2     3     4     5

?array3 = 1:2:6  % 等差數列式，這裏步長爲2，能夠看出，結果並不必定會包含尾元素

array3 =

     1     3     5

?array4 = linspace(1,5,6)  % 區間線性分割式，調用linspace函數，前兩個參數分別爲被分割區間的下限和上限（閉區間），第三個參數爲分割個數

array4 =

    1.0000    1.8000    2.6000    3.4000    4.2000    5.0000

單元數組類型

單元數組其實是一種廣義的矩陣，與矩陣不一樣的是，單元數組能夠容納不一樣數據類型的元素，經過大括號'{}'來界定數組元素。假如cell是一個單元數組，那麼能夠經過cell{i,j}的方式來獲取cell的元素。

實例代碼以下：

?cell1 = {'demo',1:2:10,5}

cell1 = 

    'demo'    [1x5 double]    [5]

?whos cell1
  Name        Size         Bytes  Class

  cell1       1x3            332  cell array

Grand total is 13 elements using 332 bytes

?cell{1,3}

ans =

     5

?cell2 = {'demo2','hello';5:-1:0,Inf}

cell2 = 

    'demo2'         'hello'
    [1x6 double]    [  Inf]

?whos cell2
  Name        Size         Bytes  Class

  cell2       2x2            444  cell array

Grand total is 21 elements using 444 bytes

?cell2{2,2}

ans =

   Inf

?a = cell(2,2)  % 調用cell函數來建立一個空的單元數組

a = 

     []     []
     []     []

?a{1,2} = 5

a = 

     []    [5]
     []     []
     
?whos a
  Name      Size         Bytes  Class

  a         2x2            112  cell array

Grand total is 5 elements using 112 bytes

這裏要注意的一點是，對於字符串類型，實際上是字符數組，那麼怎麼表示多個字符串組成的數組呢？若是用通常數組表示，會發現出了問題（全部字符串都鏈接到一塊兒了）：

?strs = ['aa','bcd','ef'];
?strs

strs =

aabcdef

那麼這個時候就能夠用單元數組來表示多個字符串的數組了，就不會存在這個問題：

?strs2 = {'aa','bcd','ef'};
?strs2

strs2 = 

    'aa'    'bcd'    'ef'

map容器類型

map是一種"鍵-值"對類型的數據類型，是Matlab R2012a版本新增的數據類型，因此下面的示例代碼是在正式版Matlab上運行的而非精簡版Matlab。能夠經過containers.Map函數建立一個map對象，示例代碼以下：

>> data = containers.Map({'name','age','location'},{'Tom',20,'USA'});
>> data

data = 

  Map with properties:

        Count: 3
      KeyType: char
    ValueType: any

>> whos data
  Name      Size            Bytes  Class             Attributes

  data      3x1                 8  containers.Map              

>> data('name')

ans =

    'Tom'