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3
下面看一个实际的例子来熟悉直接引用方式定义与显示结构。
【例431-1]温室数据(包括温室名、容量、温度、湿度等)的创建与显示。
(1)直接对域赋值法产生结构变量
green_house.name='
一号温室'
;
%创建温室名字段
green_house.volume='
2000立方米'
%创建温室容量字段green_house.parameter.temperature=[31.230.431.6
28.7%创建温室温度字段
29.731.130.929.6];
green_house.parameter.humidity=[62.159.557.7
61.5;
%创建温室湿度字段
62.061.959.257.5];
(2)显示结构变量的内容
green_house%显示结构变量结构
green_house=
name:
'
volume:
'
parameter:
green_house.parameter%用域作用符号.显示指定域
(parameter)中内容
temperature:
[2x4double]
humidity:
green_house.parameter.temperature%显示temperature
域中的内容
31.200030.400031.600028.7000
29.700031.100030.900029.6000
【例431-2】在上例的基础上,创建结构数组用以保存一个温室群的数据。
green_house(2,3).name='
六号温室'
%产生2X3结构数组
green_house%显示结构数组的结构
2x3structarraywithfields:
name
volume
parameter
green_house(2,3)%显示结构数组元素的结构
ans=name:
六号温室'
[]parameter:
2.使用struct函数创建结构
使用struct函数也可以创建结构,该函数产生或吧其他形式的数据转换为结构数组。
struct的使用格式为:
s=sturct('
field1'
values1,'
field2'
values2,…);
该函数将生成一个具有指定字段名和相应数据的结构数组,其包含的数据valuesl、valuese2等必须为具有相同维数的数据,数据的存放位置域其他结构位置一一对应的。
对于struct的赋值用到了元胞数组。
数组valuesl、values2等可以是元胞数组、标量元胞单元或者单个数值。
每个values的数据被赋值给相应的field字段。
当valuesx为元胞数组的时候,生成的结构数组的维数与元胞数组的维数相同。
而在数据中不包含元胞的时候,得到的结构数组的维数
是1X1的。
例如:
s=
struct('
type'
{'
big'
'
little'
},'
color'
blue'
red'
x'
{3,4})
1x2structarraywithfields:
type
color
x
得到维数为1x2的结构数组s,包含了type、color和x共3个字段。
这是因为在struct函数中{'
}、{'
}和{3,4}都是1X2的元胞数组,可以看到两个数据成分分别为:
s(1,1)
type:
color:
x:
s(1,2)
4
相应的,如果将struct函数写成下面的形式:
;
{3;
4})
2x1structarraywithfields:
type
则会得到一个2X1的结构数组。
下面给出利用struct构建结构数组的具体实例。
【例431-3】利用函数struct,建立温室群的数据库
(1)struct预建立空结构数组方法之一
a=cell(2,3);
%创建2X3的元胞数组
green_house_1=struct('
name'
a,'
volume'
parameter'
a(
1,2))
green_house_1=
(2)struct预建空结构数组方法之二
green_house_2=struct('
[],'
[]
)
green_house_2=
(3)struct预建空结构数组方法之三green_hopuse_3(2,3)=struct('
param
eter'
[])
green_hopuse_3=
(4)struct创建结构数组方法之四
a1={'
六号房'
};
a2={'
3200立方米'
green_house_4(2,3)=struct('
a1,'
a2,'
[]);
T6二[31.2,30.4,31.6,28.7;
29.7,31.1,30.9,29.6];
reen_house_4(2,3).parameter.temperature=T6;
green_house_4
4.3.2结构数组的操作
MATLAB中专门用于对结构数组的操作的函数并不多,通过help
datatypes获取数据类型列表,可以看到其中的结构数据类型的有关的函数,主要如表431所示。
表431结构数组的操作函数
函数名功能描述函数名功能描述
deal把输入处理成输出fieldnames获取结构的字段名
getfield获取结构中指定字段的值rmfield删除结构的字段
(不是字段内容)
setfield设置结构数组中指定的字段的值struct创建结构数
组
struct2cell结构数组转化成元胞数组isfield判断是否存在
该字段
isstruct判断某变量是否是结构类型
下面举一些具体的例子说明如果对结构数组加以操作。
【例432-1]本例目的:
一,演示函数fieldnames,getfield,
setfield的使用方法;
二,让读者感受到结构数组对应用工具包的影响;
三,演示struct函数把对象”转换为结构的应用。
本例为获得一个演练的结构,借助Toolboxcontrol工具包中的tf函数,先
产生一个用传递函数描写的LTI线性时不变2输入2输出系统
(1)产生2输入2输出系统的传递函数阵对象”
Stf二tf({3,2;
[41],1},{[132],[111];
[1221],[10]})
Transferfunctionfrominput1tooutput...
3
#1:
sA2+3s+2
4s+1
#2:
sA3+2sA2+2s+1
Transferfunctionfrominput2tooutput...
2
sA2+s+1
1
-
s
(2)为本例演示,把上述的LTI对象Stf转换为结构
SSTF二struct(Stf)%把对象转换成结构,并显示结构的组成
SSTF=
num:
{2x2cell}
den:
Variable:
s'
Iti:
[1x1Iti]
(3)获得结构数组SSTF的域名
FN二fieldnames(SSTF)%获得域名元胞数组FN
class(FN)%检查FN的类别
FN=
num'
den'
Variable'
lti'
cell
(4)获取SSTF.den(2,1)域的内容
FC=getfield(SSTF,'
{2,1})%相当于
FC二SSFT.den(2,1)
FC{1}%与celldisp(FC)的作用大致相当
poly2str(FC{1},'
),%为了把多项式显示成习惯的形式
FC=
[1x4double]
1221
(5)重新设置SSTF.num(2,1)域的内容
SSTF.num{2,1}%显示原始情况
SSTF二setfield(SSTF,'
{2,1},{[131]});
%注意花括
号”的使用
SSTF.num{2,1}%显示被重新设置后的情况
0041
131
【例432-2]本例演示结构数组SSTF的扩充和收缩。
(本例以例
432-1的运行为基础。
(1)原结构是一个单结构”
size(SSTF)
11
(2)演示结构的扩充
SSTF(2,2)=struct(tf(1,[11]))%把1/(s+1)放在第2行第
2列结构中
2x2structarraywithfields:
num
den
Variable
Iti
22
1行
的结构
%取出第2
显示成习惯的表达形
(3)演示结构数组的收缩:
删除结构数组的第
SSTF(1,皿=[]%收缩成为
S22n=SSTF(1,2).num,S22d=SSTF(1,2).den
结构num域和den域的内容
printsys(S22n{1},S22d{1})%
式
S22n=
[1x2double]
S22d=
[1x2double]num/den二
1s+1
【例432-3】对结构数组进行域的增添和删减操作。
(1)创建结构数组
clear,for
k=1:
10;
department(k).number二['
No.'
int2str(k)];
end
department
department=
1x10structarraywithfields:
number
(2)增添域:
在数组中任何一个结构上进行的域增添操作,其影响
遍及整个结构数组
department
(1).teacher=40;
department
(1).student=300;
department
(1).PC_computer=40;
teacherstudent
PC_computer
(3)增添子域的操作只影响被操作的那个具体结构,而不是影响整个结构数组
department
(2).teacher.male=35;
department
(2).teacher.f
emale=13;
D2T=department
(2).teacher%第2结构teacher域包含
两个子域
D1T二department
(1).teacher%第1结构teacher域仅是
一个数
D2T=
male:
35
female:
13
D1T=
40
(4)删除子域的操作也只影响被操作的那个具体结构
department
(2).teacher=rmfield(department
(2).teacher,'
m
ale'
);
department
(2).teacher
ans=female:
(5)删除域的操作是对整个结构数组实施的
department二rmfield(department,'
student'
)%删除一个
域
teacher
department=rmfield(department,{'
teacher'
PC_computer'
})%删除2个域
【例432-4】数值运算操作和函数在结构域上的作用。
n_ex=5;
%结构数组的长度
fork=1:
n_ex,%创建1X5结构数组
ex(k).f=(k-1)*n_ex+[1:
5];
end;
ex%显示结构数组的结构
ex=
1x5structarraywithfields:
%显示结构数组的域中内容
disp([blanks(10)'
结构域中内容'
])
fork=1:
n_ex,disp(ex(k).f),end
结构域中内容
I2345
678910
II12131415
1617181920
2122232425
class(ex
(1).f)%检查域中内容的类型
double
%对各结构域中数值数组相应位置的数据相加求和
sum_f=zeros(1,5)
n_ex,sum_f=sum_f+ex(k).f;
end,sum_f
sum_f=
5560657075
%对结构数组域中各元素分别求平方根
disp([blanks(20)'
ex.f的平方根值'
n_ex,disp(sqrt(ex(k).f)),
endex.f的平方根值
1.00001.41421.73212.00002.2361
2.44952.64582.82843.00003.1623
3.31663.46413.60563.74173.8730
4.00004.12314.24264.35894.4721
4.58264.69044.79584.89905.0000
【例432-5]指令struct2cell和cell2struct的使用。
(1)创建带2个域的结构数组”
5,
ex(k).s二['
int2str(k)];
ex(k).f=(k-1)*5+[1:
end
(2)显示结构数组的内容
fprintf('
%s\n'
ex.s域的内容'
%s\'
blanks(4))
5;
fprintf('
%s\\'
[ex(k).sblanks
(1)]);
blanks
(1)),fprintf('
ex.f域的内容'
disp(ex(k).f);
end%显示ex.f域内容
ex.s域的内容
No.1\No.2\No.3\No.4\No.5\ex.f域的内容
1112131415
(3)把ex结构数组转换为元胞数组
C_ex二struct2cell(ex);
%带2个域的(1X5)结构数组转换为
(2X1X5)元胞数组
size(C_ex)
[C_ex{1,1,1},blanks(3)])%显示C_ex第1
页第1行第1列内容
%5g\'
C_ex{2,1,1})%显示C_ex第2页第1
行第1列内容
215
No.112345
(4)把元胞数组转换为结构数组之一
FS二{'
S_char'
F_num'
%用元胞数组预建域名字符串
EX1二cell2struct(C_ex,FS,1)%元胞数组向结构数组转换
EX1=
Schar
Fnumric
EX1
(1)%观察新结构EX1第一结构的情况
S_char:
No.1'
F_numric:
[12345]
(5)把元胞数组转换为结构数组之二
EX2二cell2struct(C_ex,'
xx'
2)
EX2=
2x5structarraywithfields:
xx
(6)把元胞数组转换为结构数组之三
YY二strvcat('
y1'
y2'
y3'
y4'
y5'
EX3二cell2struct(C_ex,Y
Y,3)
EX3=
y1
y2
y3
y4
y5
EX3
(1)%观察第一结构情况
ans=y1:
y2:
No.2'
y3:
No.3'
y4:
No.4'
y5:
No.5'
EX3
(2)%观察第二结构情况
y1:
[678910]
[1112131415]
[1617181920]
[2122232425]
【例432-6]带子域的结构数组转换为元胞数组。
本例中的ex
结构数组由例422-5生成,然后再运行以下程序。
ex(1,1).s%原结构ex(1,1).s中的内容
No.1
%增设子域,并把ex结构数组扩充为(3X5)。
ex(1,1).s.sub二'
SUB1'
%原ex(1,1).s中的字符串将因
本指令而消失
ex(3,1).s.sub二'
SUB3:
ex(3,1).s.num=1/3;
ex(1,1).s%经新赋值后,ex(1,1).s中的内容
sub:
ex(3,1).s%经新赋值后,ex(3,1).s中的内容
SUB3'
0.3333
C_ex_sub二struct2cell(ex)%把结构转换为元胞数组
C_ex_sub(:
:
1)=
[1x1struct][][1x1struct]
[1x5double][][]
2)=
[][]
3)=
4)=
5)=
[1x5double][][]size(C_ex_sub)ans=
235C_ex_sub{1,1,1}ans=
C_ex_sub{1,3,1}ans=
num:
%观察新元胞数组的大小
%观察第一元胞中的内容
%观察(1,3,1)元胞中的内容
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