Matlab中的字符串与元胞数组

1. 字符串

1.1 为什么

这两个东西拉在一起讲，是因为在2016a之前的Matlab中，要表示一个字符串的数组，只能用元胞数组。

最初的字符串在Matlab中的类型是字符，在Matlab中，一个字符就是一个长度为1的字符串，而一个字符串就是一个长度大于1的字符数组。这就造成，要表示一个字符串数组，就只能用元胞数组。因为Matrix只能是方阵……

所以当时我们要在一个图上画几条线，每条线的名字是一个字符串，就只能用元胞数组。

x = 1:10;
y = [x; x.^2; x.^3];
plot(x, y);
legends = {'y = x', 'y = x * x', 'y = x * x * x'};
legend(legends);

1.2 真正的字符串类型string

2016a之后，Matlab引入了字符串类型，string，这个类型的引入，使得我们可以直接用字符串数组来表示字符串数组了。

x = 1:10;
y = [x; x.^2; x.^3];
plot(x, y);
legends = ["y = x", "y = x * x", "y = x * x * x"];
legend(legends);

字符串类型的是""，字符类型是''，居然还挺有一致性的，考虑到Matlab所有变量都是默认数组。

1.3 字符(char) vs. 字符串(string)

所以，如果我们用class或者whos来查看一个字符串变量的类型，就有如下结果：

>> s1 = ['abc', 'efg']s1 ='abcefg'>> class(s1)ans ='char'

可以看到，一行的字符数组会被自动连接在一起，因为字符数组行向量是其本质。以前的时候，我们甚至就是用这种方式来进行字符串的拼接的。

>> s1'ans =6×1 char 数组'a''b''c''e''f''g'

而对于字符串数组，就不会这样了。

>> s2 = ["abcd", "efg"]s2 =1×2 string 数组"abcd"    "efg">> class(s2)ans ='string'

大部分处理字符串的函数都可以对这两个类型进行操作，例如strcat，strfind, strsplit， replace等等。这些函数总是优先返回字符数组。

1.4 格式化字符串

对于其它语言中常见的格式化字符串，Matlab中也有，sprintf函数。

a = 1;
b = 2;
c = 3;
s = sprintf('a = %d, b = %d, c = %d', a, b, c);
disp(s);

a = 1, b = 2, c = 3

2016a之后，Matlab又增加了一个compose函数，用来格式化字符串，这个函数对字符串和字符数组都适用，结果略有不同。可以通过帮助和文档查看具体的用法。

>> compose('%f', rand(3))ans =3×3 cell 数组{'0.278276'}    {'0.188147'}    {'0.088258'}{'0.303205'}    {'0.201239'}    {'0.414290'}{'0.284297'}    {'0.584602'}    {'0.494232'}>> compose("%f", rand(3))ans = 3×3 string 数组"0.074644"    "0.262734"    "0.416717""0.442903"    "0.118222"    "0.030380""0.637427"    "0.372898"    "0.547681"

2. 元胞数组

元胞数组，类似于别的语言中的List，可以存放不同类型的数据，也可以存放不同大小的数据。

2.1 创建元胞数组

元胞数组的字面量，用{}来表示。

a = {1, 2, 3};b = {1, 2, 3; 4, 5, 6};

元胞数组同样可以是多维的。

a = cell(2, 3, 4);

2.2 访问元胞数组

元胞数组提供了两种方式来访问元胞数组中的元素，一种是()，一种是{}。()返回的是一个元胞数组，{}返回的是元胞数组中的元素。

a = {1, 2, 3};
b = a{1};
c = a(1);disp(b);
disp(c);

 1{[1]}

前者按照系统显示数组的约定，不显示[]，后者{}中显示了[]。、

最后，元胞数组的列转换与数组是一致的，

a = {1, 2, 3};a(:)

ans =3×1 cell 数组{[1]}{[2]}{[3]}

而相应的，{:}会带来跟在命令行一次输入所有的元素，并用逗号隔开一样的效果。

>> a{:}ans =1ans =2ans =3>> 1,2,3ans =1ans =2ans =3

在这样的场景中可以作为右值对多个变量赋值。这与调用函数时，返回多个值的情况是一样的。

>> [x1,x2,x3] = a{:}x1 =1x2 =2x3 =3

2.3 元胞数组作为左值

元胞数组作为左值时，可以用{}来赋值，也可以用()来赋值。

a = {1, 2, 3};a{1} = rand(4);
a(2) = {rand(4)};

>> aa =1×3 cell 数组{4×4 double}    {4×4 double}    {[3]}

当然，跟前面的[x1,x2,x3] = a{:}一样，也可以用{:}来赋值。

a = {1, 2, 3};[a{:}] = deal(rand(4));

>> aa =1×3 cell 数组{4×4 double}    {4×4 double}    {4×4 double}

这个deal函数，是用来将一个值赋给多个变量的，这个函数在处理多个输出参数的时候，也是很有用的。它的参数可以是一个，此时就会拷贝到所有的输出上；也可以是多个，此时就会按照顺序赋值，要求两边逗号列表的元素个数相等。

例如：

a = {1, 2, 3};[a{:}] = deal(1, 2, 3);

>> aa =1×3 cell 数组{[1]}    {[2]}    {[3]} 

这就相当于[a{1}, a{2}, a{3}] = deal(1, 2, 3)。

而采用()来访问，语义上会更简单，就是元胞数组的拷贝（右边为一个元素的元胞数组）或者逐个替换（左值和右值为长度相同的元胞数组）。

3. 结论

1. Matlab中的字符串类型是string，字符串数组的字面量是""，字符数组的字面量是''。
2. Matlab中的元胞数组是一种特殊的数组，可以存放任意类型的数据，也可以存放不同类型的数据。
3. 通过{:}可以得到一个逗号分开的列表。
4. deal函数，可以用来将一个值赋给多个变量，也可以用来将多个值赋给多个变量。