4  Structure数组Structure数组也称结构数组，另外还有些书籍称作架构数组。结构是MATLAB提供的一种将选择的数据存储到一个实体的数据类型。一个结构可以由数据容器组成，这种容器叫做域，每个域中可以存储MATLAB支持的数据类型。用户可通过使用存储数据时指定的域名来对域中的数据进行访问。图3-1是一个包括了a、b和c等3个域的结构数组S的示意图。结构中的每一个域都存储一个独立的MATLAB数组，这个数组可以属于任何一个MATLAB或者用户自定义的数据类型，而且可以具有任何合法的数组尺寸。结构中的一个域可以存储和另外一个域完全不同类型的数据，而且数据的尺寸也可以完全不同。例如图3-1所示的结构s的第1个域a中存储了1´6 double类型的数组，第2个域b中存储了1´5字符串类型的数组，第3个域c中存储了3´3 double类型的数组。和MATLAB其他的数据类型相同，结构类型也是一个数组。在MATLAB中，结构类型称为struct，若干个结构组成的数组可以称为结构数组。和其他的MATLAB数据类型相同，结构数组可以具有任何尺寸。如图3-2所示，一个结构数组s由两个元素构成：s(1)和s(2)，每个元素都具有域a、b和c的结构。        图3-1  结构示意图                              图3-2  结构数组示意图结构数组具有很多优点，使用结构数组的理由如下。（1）一般情况下使用结构数组（或者下面提到的元胞数组）的原因是在实际中需要存储多种混合的数据类型和尺寸。因为一般的MATLAB数组只能存储同样尺寸的同种数据类型的元素。结构数组和元胞数组就是重要的混合数据类型存储手段。（2）一个结构还提供了在一个实体中存储特定数据的方法，这可以令用户对数据进行整体或者部分访问与操作。同时用户可以将函数直接运用于结构，在用户自定义的M文件函数之间进行数据传递，显示结构任何域中的值，或者进行支持结构类型的任何MATLAB操作。（3）用户可以给数据以文字标签，这样在应用中可以清楚地对数据所包含的信息进行标注。4.1  Structure数组的创建结构数组的创建可以使用两种方法，一种是直接赋值的方法，另外一种是利用struct函数创建。1．使用直接赋值法创建结构数组每一个结构数组可以包含若干个域，而每个域又可以是不同类型的数据。所谓直接赋值法创建结构数组，就是采用直接定义结构数组的域，并将相应的数据值赋给该元素。【例3-13】  直接赋值法创建结构数组示例，以结构数组保存员工资料数据。>> employee.name=‘henry’;>> employee.sex=‘male’;>> employee.age=25;>> employee.number=12345;>> employeeemployee =      name:‘henry’       sex:‘male’       age:25number: 12345employee即是以结构类型存储的数据。结构还可以通过赋值的方式扩展为结构数组。例如在本例中添加员工lee的基本数据可以使用如下命令：>> employee(2).name=‘lee’;>> employee(2).sex=‘female’;>> employee(2).age=23;>> employee(2).number=98765;>> employee(2)ans =     name:‘lee’       sex:‘female’       age:23    number:98765>> employee                      %  查看employee结构数组employee =1x2 struct array with fields:    name    sex    age    number可以看出，在添加元素之后，employee成为了“1x2 struct”。【例3-14】  直接赋值法创建含子域结构数组示例。在结构数组的使用过程中，一个结构的域可以进一步存储子域，操作的方法和域相同，只需名称书写过程中用".“符号加上子域名即可。>> green_house.name=‘一号房’;>> green_house.volume=‘2000 立方米’;>> green_house.parameter.temperature=…[31.2 30.4 31.6 28.7;29.7 31.1 30.9 29.6];        %子域温度>> green_house.parameter.humidity=…[62.1 59.5 57.7 61.5;62.0 61.9 59.2 57.5];       %子域湿度green_house =        name: ‘一号房’      volume: ‘2000 立方米’   parameter: [1x1 struct]本例中域parameter所存储的就是一个结构，在parameter中包括子域。>> green_house.parameter      %  显示域的内容ans =   temperature: [2x4 double]      humidity: [2x4 double]>> green_house.parameter.temperature             %  显示子域中的内容ans =  31.2000   30.4000   31.6000  28.7000  29.7000   31.1000   30.9000  29.60002．使用struct函数创建结构数组除了直接赋值之外，用户还可以使用struct函数创建结构数组。struct函数可以根据指定的域及其相应的值创建结构体数组。此函数的—般形式为：str_array=struct(‘filed1’,{val1},’filed2’,{val2}…)str_array=struct(‘filed1’,val1,’filed2’,val2…)其中’filed1’为域名，val1为该域的值，可能是一个标量或元胞数组，而使用的元胞数组必须具有相同的尺寸。【例3-15】  使用struct函数创建结构数组示例1。>>student=struct(‘name’,‘henry’,‘age’,25,‘grade’,uint16(1))    %  创建结构数组student =     name:‘henry’      age:25    grade: 1>> whos  Name         Size            Bytes  Class    Attributes student      1x1               548  struct              >>student=struct(‘name’,{‘richard’,‘jackson’},…‘age’,{23,24},‘grade’,{2,3})                        %创建结构数组student =1x2 struct array with fields:    name    age    grade>> whos  Name         Size            Bytes  Class    Attributes student        1x2             924  struct  >>student=struct(‘name’,{},‘age’,{},‘grade’,{})student =0x0 struct array with fields:    name    age    grade>> whos  Name         Size            Bytes  Class    Attributes student        0x0             192  struct             【例3-16】  使用struct函数创建结构数组示例2。>> s = struct(‘a’, {{1 4 7 2 9 3}, ‘Anne’},…          ‘b’, {‘James’, pi}, …          ‘c’, {magic(3), (1:7)’});           %  使用struct函数创建结构数组>> s(1)ans =    a:{[1]  [4] [7]  [2]  [9] [3]}    b:‘James’    c: [3x3double]>> s(2)ans =    a:‘Anne’    b:3.1416    c: [7x1double]另外需要注意的是：在MATLAB中，符号”{}“是用来表示元胞数组的（这点将在下一节介绍），而在结构数组的赋值过程中，符号”{}“则被用来进行参数传递，如果要将元胞数组赋值给结构数组，则应使用符号”{{}}"。4.2 Structure数组的寻访本小节介绍如何通过使用域名和下标对结构数组进行寻访。1．一般结构和域下标最一般的对结构数组进行存储和寻访的方法是：structName(sRows, sCols, …).fieldName(fRows,fCols, …)即在结构数组名后面通过下标对数组中的某一个结构进行寻访，然后通过使用小数点"."+域名对域进行寻访。如果结构是一个标量，则可省略结构名中的下标：structName.fieldName(fRows, fCols, …)2．多层结构数组的寻访在实际应用中，经常需要在一个域中设置多个子域，甚至进行多层的嵌套，这些子域中可以存储MATLAB支持的数组类型。表3-5列出了寻访多层结构数组的语法。表3-5        多层结构数组的寻访元素类型寻访语法元素类型寻访语法结构数组S域A中为一般数组S(3,15).A(5,25)结构数组S域A中为元胞数组子域B中为一般数组S(3,15).A{5,20}.B(50,5)结构数组S域A中为元胞数组S(3,15).A{5,20}结构数组S域A中为一般结构子域B中为元胞数组S(3,15).A.B{5,20}结构数组S域A中为一般数组子域B中为一般数组S(3,15).A(5,20).B(50,5)

3．结构数组寻访技巧在结构数组的寻访过程中，使用以下技巧有一定的帮助作用。使用whos函数来查看正在处理的数据的类型和尺寸。结合这些信息，用户可以更准确地对需要的数据进行寻访。仅输入表达式中等号右边的部分，充分利用默认结果变量名ans。这样通过不指定输出结果的数据类型，可以尽量避免指定结果类型所造成的错误，用户可以使用输出结果中MATLAB软件决定的数据类型，这样在输出结果中可以看出需要采用哪种方式来对数据进行寻访。另外用户还可以分步对多层结构数组进行寻访，而不是一次性寻访。例如可以将表达式S(5,3).A(4,7).B(:,4)分解成以下形式：     >> x = S(5,3).A;       %  x是一个结构数组     >> y = x(4,7).B;       %  y 也是一个结构数组     >> z = y(:,4)         %  z 是一个一般数组