第五章字符串

第五章字符串、單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)體在實(shí)際的應(yīng)用中，出了數(shù)組MATLAB還需要用到其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如字符串、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等。本章介紹字符串、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)體的生成及操作。

在實(shí)際的應(yīng)用中，出了數(shù)組MATLAB還需要用到其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如字符串、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)體等。本章介紹字符串、單元數(shù)組、結(jié)構(gòu)體的生成及操作。

2/6/202315.1字符串5.1.1字符串的生成MATLAB中的字符串為ASCII值的數(shù)值數(shù)組，作為字符串表達(dá)式進(jìn)行表示。在MATLAB中，生成字符串的方法:stringname=’thecontentofthestring’1.由單引號(hào)’’創(chuàng)建，例如：>>st='helloeveryone'st=helloeveryone5.1.1字符串的生成MATLAB中的字符串為ASCII值的數(shù)值數(shù)組，作為字符串表達(dá)式進(jìn)行表示。在MATLAB中，生成字符串的方法:stringname=’thecontentofthestring’1.由單引號(hào)’’創(chuàng)建，例如：>>st='helloeveryone'st=helloeveryone2/6/20232如果在字符串內(nèi)部包含單引號(hào)，要如何正確處理呢？>>st1='The'MATLABHELP'isagoodreferenceforusingMatlab'???st1='The'MATLABHELP'isagoodreferenceforusingMatlab'Error:Missingoperator,comma,orsemicolon.>>st1='The''MATLABHELP''isagoodreferenceforusingMatlab'st1=The'MATLABHELP'isagoodreferenceforusingMatlab2/6/202332.字符串是一個(gè)ASCII碼的字符數(shù)組，因此，與普通數(shù)組一樣，字符串也可以形成矩陣（表現(xiàn)為一個(gè)字符串有多行）。但是，這些行必須有相同數(shù)目的列數(shù)。>>st2=['The''MATLABHELP''isagoodreferenceforusingMatlab']st2=The'MATLABHELP'isagoodreferenceforusingMatlab2/6/20234>>st3=['abc''def']st3=abcdef>>st4=['ab''cde']???Errorusing==>vertcatAllrowsinthebracketedexpressionmusthavethesamenumberofcolumns.二維字符數(shù)組如何實(shí)現(xiàn)呢？這些行必須有相同數(shù)目的列數(shù)2/6/202353.使用char函數(shù)可以創(chuàng)建長(zhǎng)度不一致的字符串矩陣。char函數(shù)自動(dòng)將所有字符串的長(zhǎng)度設(shè)置為輸入字符串中長(zhǎng)度的最大值。>>st3=char('abc','defgh')st3=abcdefgh>>whosst3NameSizeBytesClassst32x520chararrayGrandtotalis10elementsusing20bytes2/6/20236字符串長(zhǎng)度測(cè)試函數(shù)size()與deblank()函數(shù)>>name=char('zhangli','zhouxianlin')name=zhanglizhouxianlin>>size(name)ans=213>>fist=name(1,:),second=name(2,:)fist=zhanglisecond=zhouxianlin>>length1=size(fist),length2=size(second)length1=113length2=113>>z=deblank(name(1,:))z=zhangli>>lengthOfz=size(z)lengthOfz=18deblank函數(shù)自動(dòng)刪除char函數(shù)添加的空格2/6/202375.1.2字符串的操作

字符串本質(zhì)是一個(gè)元素全部為整數(shù)的數(shù)值數(shù)組，因此可以采用對(duì)數(shù)組的操作來(lái)處理字符串。1.字符串的顯示 字符串的顯示有兩種方式：直接顯示和利用disp函數(shù)進(jìn)行顯示。>>st3st3=abcdefgh>>disp(st3)abcdefgh2.字符串的執(zhí)行 在MATLAB中可以用函數(shù)eval來(lái)執(zhí)行字符串。2/6/20238eval(str):執(zhí)行字符串str中的表達(dá)式，命令等。>>str=['m=','[1:10]']str=m=[1:10]>>eval(str)m=123456789102/6/20239>>forn=1:3magic_str=['M',int2str(n),'=magic(n)'];...eval(magic_str)endM1=1M2=1342M3=8163574922/6/202310創(chuàng)建中文字符串Matlab可以創(chuàng)建中文字符串，同樣一個(gè)中文字符也是占一個(gè)元素的位置，但是中文的unicode字符值大于256.>>A='今天周三'A=今天周三>>sA=size(A)sA=14>>A34=A([34])A34=周三>>ucA=double(A)ucA=20170228252160819977>>char(ucA)ans=今天周三2/6/2023113.字符串的運(yùn)算字符串的運(yùn)算主要包括：判斷字符串是否相等通過(guò)字符串運(yùn)算來(lái)比較字符串中的字符進(jìn)行字符分類(lèi)、查找與替換字符串與數(shù)值數(shù)組之間的相互轉(zhuǎn)換2/6/202312函數(shù)名函數(shù)用途函數(shù)名函數(shù)用途strcat橫向連接字符串strvcat縱向連接字符串strcmp字符串比較strncmp比較字符串的前n個(gè)字符findstr字符串查找strjust字符串對(duì)齊strmatch字符串匹配strrep字符串查找與替換strtok選擇字符串中的部分blanks創(chuàng)建由空格組成的字符串deblank刪除字符串結(jié)尾的空格ischar判斷變量是否為字符串iscellstr判斷字符串單元數(shù)組isletter判斷數(shù)組是否由字母組成isspace判斷是否空格stringsMATLAB字符串句柄2/6/202313>>st1='abcdef'st1=abcdef>>str2='ab'str2=ab>>isequal(st1,str2)ans=0>>st3='ab'st3=ab>>isequal(st3,str2)ans=1>>str1=['matlab'];str2=['Matlab'];>>isequal(str1,str2)ans=0>>str1==str2ans=011111>>str3=['Mat'];>>str3==str2???Errorusing==>==Arraydimensionsmustmatchforbinaryarrayop.>>isequal(str3,str2)ans=02/6/202314(1)字符串的比較字符串的比較主要為比較兩個(gè)字符串是否相同，字符串中的子串是否相同和字符串中的個(gè)別字符是否相同。用于比較字符串的函數(shù)主要是strcmp和strncmp。strcmp()函數(shù)：功能：用于比較兩個(gè)字符串是否相同。調(diào)用格式：strcmp(str1,str2)返回值:(1)當(dāng)兩個(gè)字符串相同時(shí)返回1，否則返回0。(2)當(dāng)所比較的兩個(gè)字符串是單元字符數(shù)組時(shí)，返回值為一個(gè)列向量，元素為相應(yīng)行比較的結(jié)果。2/6/202315strncmp()功能：用于比較兩個(gè)字符串的前面n個(gè)字符是否相同調(diào)用格式：strncmp(str1,str2,n)返回值:(1)當(dāng)字符串的前n個(gè)字符相同時(shí)返回1，否則返回0。(2)當(dāng)所比較的兩個(gè)字符串時(shí)單元數(shù)組時(shí)，返回值為列向量，元素為相應(yīng)行比較的結(jié)果。2/6/202316>>str1=['matlab'];str2=['Matlab'];str3=['Mat'];>>strcmp(str1,str2)ans=0>>strcmp(str2,str3)ans=0>>strncmp(str2,str3,3)ans=1>>strncmp(str2,str3,4)ans=02/6/202317當(dāng)兩個(gè)字符串擁有相同的維數(shù)時(shí)，可以利用MATLAB運(yùn)算法則，對(duì)字符數(shù)組進(jìn)行比較。字符數(shù)組的比較與數(shù)值數(shù)組的比較基本相同，不同之處在于字符數(shù)組比較時(shí)進(jìn)行比較的是字符的ASCII碼值。進(jìn)行比較返回的結(jié)果為一個(gè)數(shù)值向量，元素為對(duì)應(yīng)字符比較的結(jié)果。2/6/202318符號(hào)符號(hào)意義英文簡(jiǎn)寫(xiě)==等于eq~=不等于ne<小于lt>大于gt<=小于等于le>=大于等于ge2/6/202319>>str1=['matlab'];str2=['Matlab'];>>ge(str1,str2)ans=111111>>le(str1,str2)ans=0111112/6/202320isspace（）和isletter（）MATLAB可以判斷字符串中的字符是否為空格字符或者字母的函數(shù)isspace和isletter。isspace：用法為isspace(str)，判斷字符串str中的字符是否為空格，是空格字符則返回1，否則返回0。isletter：用法為isletter(str)，判斷字符串str中的字符是否為字母，是字母則返回1，否則返回0。2/6/202321>>name=['abcdef']name=abcdef>>isletter(name)ans=1110111>>isspace(name)ans=00010002/6/202322（2）字符串的查找和替換用于查找的函數(shù)主要有findstr，strmatch，strrep，strtok等。findstr：用于在一個(gè)字符串中查找子字符串，返回子字符串出現(xiàn)的起始位置。用法為findstr(str1,str2)，執(zhí)行時(shí)系統(tǒng)首先判斷兩個(gè)字符串的長(zhǎng)短，然后在長(zhǎng)的字符串中檢索短的子字符串。strrep：查找字符串中的子字符串并將其替換為另一個(gè)子字符串。用法為str=strrep(str1,str2,str3)，將str1中的所有子字符串str2替換為str3。>>name=[‘a(chǎn)bcdef’]；>>strrep(name,'abc','ABC')ans=ABCdef2/6/202323>>name=[‘a(chǎn)bcdef’]；>>str=['abc']str=abc>>findstr(name,str)ans=1>>findstr(name,'def')ans=5>>findstr('def',name)ans=5>>strfind(name,'def')ans=5>>strfind('def',name)ans=[]findstr()可以互換兩個(gè)字符串的位置，strfind()也可以實(shí)現(xiàn)查找字串，但是兩個(gè)參數(shù)不能換位STRFINDFindonestringwithinanother.K=STRFIND(TEXT,PATTERN)returnsthestartingindicesofanyoccurrencesofthestringPATTERNinthestringTEXT.

STRFINDwillalwaysreturn[]ifPATTERNislongerthanTEXT.IfyouwishtosearchforinclusionofeitherTEXTinPATTERNorPATTERNinTEXT,useFINDSTRinstead.

2/6/202324>>name=['matlabmatlabmat']name=matlabmatlabmat>>findstr(name,'m')ans=1713>>findstr('lab',name)ans=410>>strfind('lab',name)ans=[]2/6/202325strmatch：在字符數(shù)組(字符矩陣)的每一行中查找是否存在待查找的字符串，存在則返回1，否則返回0。用法為strmatch('str',STRS)，查找STRS中以‘str’開(kāi)頭的字符串。另外可以用strmatch('str',STRS,’exact’)，查找精確包含str的字符串。strtok：該函數(shù)用于選取字符串中的第一個(gè)部分。即找出第一個(gè)間隔符（空格，制表位，回車(chē)符）前的內(nèi)容。(對(duì)字符矩陣不起作用)。該函數(shù)的簡(jiǎn)單用法為strtok(str)。>>strtok(‘thisisanexample’)%字符串a(chǎn)ns=this2/6/202326>>strmatch(‘mat’,char(‘mat’,‘matlab’,‘MAT’))%字符矩陣ans=12>>strmatch('mat',char('mat','matlab','MAT'),'exact')ans=1>>strmatch('mat',char('MAT','matlab','MAT'),'exact')ans=Emptymatrix:0-by-1>>strmatch('mat',char('MAT','matlab','MAT'))ans=22/6/202327字符串的排序>>a='andjkdkdkkdjf';>>sort(a)ans=addddfjjkkkkn>>[v,c]=sort(a)v=addddfjjkkkknc=136811134125791022/6/2023285.1.3字符串與數(shù)值之間的轉(zhuǎn)化一個(gè)字符串是由單引號(hào)括起來(lái)的簡(jiǎn)單文本。在字符串中的每個(gè)字符都是數(shù)組中的一個(gè)元素，這些數(shù)字是由ASCII字符表示的。這些字符和整數(shù)之間可以相互轉(zhuǎn)化。1：字符串轉(zhuǎn)化為數(shù)組abs();double()2/6/202329>>name=char('zhangli','fengshan')name=zhanglifengshan>>abs_of_name=abs(name)abs_of_name=1221049711032103108105321021011101033211510497110>>double_of_name=double(name)double_of_name=12210497110321031081053210210111010332115104971102/6/202330>>str='whoamI'str=whoamI>>double(str)ans=11910411132971093273>>number='123.45'number=123.45>>double(number)ans=4950514652532/6/2023312:將數(shù)值數(shù)組轉(zhuǎn)化為字符串char函數(shù)的用法Str=char(arr)，該命令將包含正數(shù)的數(shù)組arr轉(zhuǎn)化為字符數(shù)組。當(dāng)arr是一個(gè)字符型單元數(shù)組時(shí)，Str=char(arr)命令將arr中的每一個(gè)單元轉(zhuǎn)化為字符型數(shù)組的對(duì)應(yīng)行。使用cellstr可以進(jìn)行逆變換。Str=char(str1,str2,str3,...)，該命令生成的字符串矩陣包含字符串str1、str2和str3，三個(gè)字符串的長(zhǎng)度可以不相同。2/6/202332>>name=char('zhangli','fengshan')name=zhanglifengshan>>abs_of_name=abs(name)abs_of_name=1221049711032103108105321021011101033211510497110>>char(abs_of_name)ans=zhanglifengshan2/6/202333>>c{1,1}='abc'c='abc'[3x3double]>>c{1,2}=char('matlab','help')c='abc'[2x6char]>>C=char(c)C=abcmatlabhelp>>ce=cellstr(C)ce='abc''matlab''help'>>whosceNameSizeBytesClassAttributesce3x1206cell

>>

whosCNameSizeBytesClassAttributesC3x636char

2/6/202334字符串和數(shù)值數(shù)組之間的轉(zhuǎn)化(補(bǔ)充)上面已經(jīng)介紹字符串和數(shù)值數(shù)組之間可以相互轉(zhuǎn)化，除上面介紹的方法，MTALAB還提供更多的函數(shù)，用于字符串和其他數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)值數(shù)組之間的轉(zhuǎn)化，可以實(shí)現(xiàn)更多功能。2/6/202335函數(shù)功能備注uintN(如，uint8)將字符串轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的無(wú)符號(hào)整數(shù)uint8('ab')→9798str2num將字符型轉(zhuǎn)化為數(shù)字型str2num('123.56')→123.5600str2double與上一函數(shù)的功能相同，結(jié)果更精確一些，同時(shí)支持單元字符串?dāng)?shù)組double('123.56')→495051465354。hex2num將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為雙精度數(shù)hex2num('A')→-1.4917e-154hex2dec將十六進(jìn)制數(shù)基數(shù)轉(zhuǎn)化為正數(shù)hex2dec('B')→11bin2dec將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制bin2dec('1010')→10base2dec將N底數(shù)字字符串轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制base2dec('212',3)→232/6/2023365.2單元數(shù)組主要內(nèi)容：5.2.1單元數(shù)組的生成5.2.2單元數(shù)組的操作單元數(shù)組元素的訪(fǎng)問(wèn)單元數(shù)組的顯示單元數(shù)組的圖形顯示單元數(shù)組元素的刪除改變單元數(shù)組的維數(shù)2/6/2023375.2.1單元數(shù)組的生成要在MALTAB中實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的編程，就不能不用單元數(shù)組(cellarray)和結(jié)構(gòu)數(shù)組(structarray)。這兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型均是將不同的相關(guān)數(shù)據(jù)集成到一個(gè)單一的變量中。單元數(shù)組中的每一個(gè)元素稱(chēng)為單元(cell).

單元可以包含任何類(lèi)型的matlab數(shù)據(jù)：數(shù)值數(shù)組,字符,符號(hào)對(duì)象,甚至其他的單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)體.不同的單元可以包含不同的數(shù)據(jù).MATLAB中的單元數(shù)組可以為任意維，通常最常用的是一維和二維單元數(shù)組。2/6/202338用戶(hù)可以通過(guò)兩種方式創(chuàng)建一個(gè)單元數(shù)組：1：通過(guò)賦值語(yǔ)句直接創(chuàng)建；單元數(shù)組用花括號(hào)（即{}）表示，在賦值時(shí)需要將單元內(nèi)容用花括號(hào)括起來(lái)。2：利用cell函數(shù)先為單元數(shù)組分配一個(gè)內(nèi)存空間，然后再給各個(gè)單元賦值。2/6/2023391：直接賦值創(chuàng)建單元數(shù)組>>c={1,magic(2)}c=[1][2x2double]>>c{2,1}='hello'c=[1][2x2double]'hello'[]>>c{1,3}=char('i','happy')c=[1][2x2double][2x5char]'hello'[][]>>class(c)ans=cell2/6/202340>>A(1,1)={1}A=[1]>>A(1,2)={magic(2)}A=[1][2x2double]>>A(2,1)={'hello'};>>A(1,3)={char('i','happy')}A=[1][2x2double][2x5char]'hello'[][]>>isequal(c,A)ans=12/6/2023412：利用cell函數(shù):>>B=cell(2,3)%首先用cell函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)空的單元數(shù)組B=[][][][][][]>>whosBNameSizeBytesClassAttributesB2x324cell>>B(2,1)=A(2,1)%然后再為數(shù)組元素賦值B=[][][]'hello'[][]>>B(1,3)=c(1,3)B=[][][2x5char]'hello'[][]2/6/202342>>AB=[AB]AB=

[1][2x2double][2x5char][][][2x5char]

'hello'[][]'hello'[][]>>A_B=[A;B]A_B=

[1][2x2double][2x5char]'hello'[][][][][2x5char]'hello'[][]2/6/2023435.2.2單元數(shù)組的操作單元數(shù)組元素的訪(fǎng)問(wèn)單元數(shù)組的顯示單元數(shù)組的圖形顯示單元數(shù)組元素的刪除改變單元數(shù)組的維數(shù)2/6/2023441：?jiǎn)卧獢?shù)組元素的訪(fǎng)問(wèn)使用圓括號(hào)進(jìn)行索引；>>A(1,3)%圓括號(hào)索引時(shí)，表示的是該單元ans=[2x5char]使用花括號(hào)對(duì)單元數(shù)組索引；>>A{1,3}%花括號(hào)索引時(shí)，表示該單元的內(nèi)容ans=ihappy2/6/202345>>fori=1:3C(i)={magic(i)};end>>celldisp(C)C{1}=1C{2}=1342C{3}=816357492>>C{1,2}(2,:)%先取得C的單元內(nèi)容，再訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)矩陣的第二行元素ans=42>>C{1,3}([1,3],:)%訪(fǎng)問(wèn)C第一行第三個(gè)單元中第一列，第三列的元素ans=8164922/6/2023462：顯示單元數(shù)組在顯示單元數(shù)組時(shí)MATLAB有時(shí)只顯示單元的大小和數(shù)據(jù)類(lèi)型，而不顯示每個(gè)單元的具體內(nèi)容。若要顯示單元數(shù)組的內(nèi)容，可以用celldisp函數(shù)。2/6/202347>>A%只顯示單元的大小和數(shù)據(jù)類(lèi)型A=[1][2x2double][2x5char]'hello'[][]>>celldisp(A)%顯示單元數(shù)組的內(nèi)容A{1,1}=1A{2,1}=helloA{1,2}=1342A{2,2}=[]A{1,3}=ihappyA{2,3}=[]2/6/2023483：?jiǎn)卧獢?shù)組的圖形顯示MATLAB支持以圖形方式(cellplot)查看單元數(shù)組的內(nèi)容。用這種方法可以直觀(guān)的看出單元數(shù)組的結(jié)構(gòu)。但是需要注意的是，cellplot只能用于顯示二維單元數(shù)組的內(nèi)容。>>AA=[1][2x2double][2x5char]'hello'[23]{1x1cell}>>cellplot(A)2/6/2023492/6/2023504:單元數(shù)組元素的刪除

單元數(shù)組元素刪除的方法:將待刪除的元素置為“空”即可。需要注意的是在刪除單元數(shù)組的元素時(shí)，采用的索引方式為一維下標(biāo)，格式為：A(cell_subscripts)=[]。如果操作的單元數(shù)組為多維數(shù)組，則其索引方式逐維進(jìn)行，刪除元素后，系統(tǒng)將該單元數(shù)組改變?yōu)橐痪S單元數(shù)組，元素按照維數(shù)逐次排序。刪除數(shù)組元素可以每次刪除多個(gè)，下標(biāo)用一維數(shù)組指定2/6/202351>>AA=[1][2x2double][2x5char]'hello'[23][1x5double]>>A(2)=[]A=[1][2x2double][23][2x5char][1x5double]>>BB=[][][2x5char]'hello'[][]>>B(2,3)=[]???Anullassignmentcanhaveonlyonenon-colonindex.>>B(2,:)=[]B=[][][2x5char]2/6/202352第53頁(yè)5:改變單元數(shù)組的維數(shù)1:可以通過(guò)添加或刪除數(shù)組元素改變數(shù)組的維數(shù)。刪除數(shù)組元素時(shí)，得到的單元數(shù)組為原數(shù)組中剩下元素排列而成，為一維數(shù)組，如上面一部分所介紹。添加數(shù)組元素時(shí)，自動(dòng)添加該數(shù)組所對(duì)應(yīng)的行和列，其他元素為空。2:通過(guò)函數(shù)reshape改變數(shù)組的形狀。reshape函數(shù)按照順序?qū)⒃瓎卧獢?shù)組的元素進(jìn)行重新放置，得到新的單元數(shù)組元素個(gè)數(shù)與原數(shù)組相同。2/6/202353>>C=cell(3)C=[][][][][][][][][]>>C(1,:)=[]C=[][][][][][]>>reshape(C,3,2)ans=[][][][][][]2/6/2023545.3結(jié)構(gòu)體MATLAB的結(jié)構(gòu)體變量和C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)體變量類(lèi)似，并且比C語(yǔ)言更直觀(guān)。與單元數(shù)組不同的是，結(jié)構(gòu)體有一個(gè)名字，結(jié)構(gòu)體的每個(gè)成員元素也有自己的名字，訪(fǎng)問(wèn)是通過(guò)元素的名字來(lái)完成的。主要內(nèi)容：1：結(jié)構(gòu)體的生成2：結(jié)構(gòu)體的操作添加成員變量刪除成員變量調(diào)用成員變量2/6/2023555.3.1結(jié)構(gòu)體的生成兩種生成方式:直接輸入與struct函數(shù)1：直接輸入>>=‘wangliang’;student.number=‘0012102’;student.age=23;%使用“.”符號(hào)>>studentstudent=name:'wangliang'number:'0012102'age:232/6/202356需要擴(kuò)充結(jié)構(gòu)體數(shù)組時(shí)，可以通過(guò)直接對(duì)結(jié)構(gòu)體變量賦值來(lái)完成。>>student(2).name=‘zhangli‘%直接為第二個(gè)結(jié)構(gòu)體變量賦值student=1x2structarraywithfields:%結(jié)構(gòu)體數(shù)組被擴(kuò)充為1x2namenumberage>>student(2)%顯示第二個(gè)對(duì)象ans=name:'zhangli'number:[]age:[]2/6/2023572：使用結(jié)構(gòu)體生成函數(shù)struct()struct函數(shù)的最基本的使用方式是：struct_name=struct(‘field1’,V1,‘field2’,V2,...)，其中fieldn是各成員變量名，Vn為對(duì)應(yīng)的各成員變量的內(nèi)容。2/6/202358>>student=struct('name','wangliang','number','0012102','age',23)student=name:'wangliang'number:'0012102'age:232/6/202359一次創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體多個(gè)