MATLAB中所有数据类型的所有变量都是多维数组。向量是一维数组，矩阵是二维数组。
我们前面已经讨论和学习过向量和矩阵。 在本章中，将讨论和学习多维数组。 然而，在此之前，让我们先学习一些特殊类型的数组。
MATLAB中的特殊数组
在本节中，我们将讨论学习一些创建一些特殊数组的函数。对于这些函数，单个参数创建一个正方形数组，双参数创建矩形数组。
zeros()函数是用来创建一个全零的数组 -
例如 -
zeros(5)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> zeros(5)
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
ones()函数创建一个所有元素为1的数组 -
例如 -
ones(4,3)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> ones(4,3)
ans =
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
eye()函数创建一个单位矩阵。
例如 -
eye(4)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> eye(4)
ans =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
rand()函数在(0,1) - 上创建均匀分布的随机数的数组 -
例如 -
rand(3, 5)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> rand(3, 5)
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
魔方
魔方是一个平方，它产生相同的和，它的元素被逐行，逐列或者对角线地添加时。
magic()函数创建一个魔术方阵。这需要一个参数，指定正方形的大小。 参数必须是大于或等于3的标量。
magic(4)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> magic(4)
ans =
16 2 3 13
5 11 10 8
9 7 6 12
4 14 15 1
多维数组
具有二维以上的数组在MATLAB中被称为多维数组。MATLAB中的多维数组是正常二维矩阵的扩展。
通常要生成一个多维数组，首先创建一个二维数组然后再扩展它。
例如，让我们创建一个二维数组a。
a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]
a =
7 9 5
6 1 9
4 3 2
数组a是3×3数组; 可以通过提供以下值来添加第三维：
a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]
执行上面示例代码，得到以下结果 -
a =
ans(:,:,1) =
0 0 0
0 0 0
0 0 0
ans(:,:,2) =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
还可以使用ones()，zeros()或rand()函数来创建多维数组。
例如，
b = rand(4,3,2)
执行上面示例代码，得到以下结果 -
Trial>> b = rand(4,3,2)
b(:,:,1) =
0.1419 0.9595 0.9340
0.4218 0.6557 0.6787
0.9157 0.0357 0.7577
0.7922 0.8491 0.7431
b(:,:,2) =
0.3922 0.0318 0.8235
0.6555 0.2769 0.6948
0.1712 0.0462 0.3171
0.7060 0.0971 0.9502
也可以使用cat()函数来构建多维数组。它沿着指定的维度连接数组列表 -
cat()函数的语法是 -
B = cat(dim, A1, A2...)
其中,
B是创建的新阵列A1，A2，...是要连接的数组dim是连接数组的大小
例子
创建脚本文件并在其中键入以下代码 -
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])
执行上面示例代码，得到以下结果 -
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
数组函数
MATLAB提供以下函数来对数组内容进行排序，旋转，排列，重新成形或移位。
| 函数 | 描述 |
|---|---|
length |
向量的大小或数组的长度 |
ndims |
数组的维数 |
numel |
数组的元素数量 |
size |
数组的维度 |
iscolumn |
确定输入是否为列向量 |
isempty |
确定数组是否为空 |
ismatrix |
确定输入是否为矩阵 |
isrow |
确定输入是否为行向量 |
isscalar |
确定输入是否为标量 |
isvector |
确定输入是否为向量 |
blkdiag |
从输入参数构造块对角矩阵 |
circshift |
循环移位 |
ctranspose |
复共轭转置 |
diag |
矩阵对角矩阵和对角线 |
flipdim |
沿着指定的尺寸翻转数组 |
fliplr |
从左到右翻转矩阵 |
flipud |
向下翻转矩阵 |
ipermute |
反转N-D阵列的置换维度 |
permute |
重新排列N-D数组的维度 |
repmat |
复制和平铺数组 |
reshape |
重塑数组 |
rot90 |
旋转矩阵90度 |
shiftdim |
移动维度 |
issorted |
确定设置元素是否按排序顺序 |
sort |
按升序或降序排列数组元素 |
sortrows |
按升序排列行 |
squeeze |
删除单例维度 |
transpose |
转置 |
vectorize |
向量化表达式 |
例子
以下的例子说明了上面提到的一些函数。
长度，尺寸和元素数量：
创建脚本文件并键入以下代码 -
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
运行文件时，显示以下结果 -
ans = 8
ans = 4
ans = 23
数组元素的循环移位
创建脚本文件并在其中键入以下代码 -
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.
运行文件文件时，显示以下结果 -
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
排序数组
创建脚本文件并在其中键入以下代码 -
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
运行文件文件时，显示以下结果 -
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
单元阵列
单元格阵列是索引单元的数组，其中每个单元格可以存储不同维度和数据类型的数组。
单元格函数用于创建单元格数组。单元格函数的语法是 -
C = cell(dim)
C = cell(dim1,...,dimN)
D = cell(obj)
其中，
C是单元阵列;dim是一个整数或整数向量，它指定单元格数组C的维数;dim1，...，dimN是指定C大小的标量整数;obj是以下之一：- Java数组或对象
- 类型为
System.String或System.Object的.NET数组
示例
创建脚本文件并在其中键入以下代码 -
c = cell(2, 5);
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}
运行文件时，得到以下结果 -
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
}
访问单元格数组数据
有两种方法来引用单元格数组的元素 -
- 将第一个括号
()中的索引包围，以引用单元格集 - 将大括号
{}中的索引括起来，以引用单个单元格内的数据
当将索引包围在第一个括号中时，它指的是这组单元格。
括号中的单元格数组索引是指单元格集。
例如：
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c(1:2,1:2)
运行文件时，得到以下结果 -
ans =
{
[1,1] = Red
[2,1] = 1
[1,2] = Blue
[2,2] = 2
}
还可以通过用花括号索引来访问单元格的内容。
例如 -
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c{1, 2:4}
运行文件时，得到以下结果 -
ans = Blue
ans = Green
ans = Yellow