关于MATLAB中结构数组的使⽤
转载出处：
结构(struct)数组
要在MALTAB中实现⽐较复杂的编程，就不能不⽤struct类型。⽽且在MATLAB中实现struct⽐C中更为⽅便。
4. 3.1 结构数组的创建
MATLAB提供了两种定义结构的⽅式：直接应⽤和使⽤struct函数。
1. 使⽤直接引⽤⽅式定义结构
与建⽴数值型数组⼀样，建⽴新struct对象不需要事先申明，可以直接引⽤，⽽且可以动态扩充。⽐如建⽴⼀个复数变量x：
x.imag = 0 % 为x创建⼀个新的字段imag，并为该字段赋值为0
x =
real: 0
imag: 0
然后可以将旗动态扩充为数组：
x(2).real = 0; % 将x扩充为1×2的结构数组
x(2).imag = 0;
在任何需要的时候，也可以为数组动态扩充字段，如增加字段scale：
x(1).scale = 0;
这样，所有x都增加了⼀个scale字段，⽽x(1)之外的其他变量的scale字段为空：
x(1) % 查看结构数组的第⼀个元素的各个字段的内容
ans =
real: 0
imag: 0
scale: 0
x(2) % 查看结构数组的第⼆个元素的各个字段的内容，注意没有赋值的字段为空
ans =
real: 0
imag: 0
scale: []
应该注意的是，x的real、imag、scale字段不⼀定是单个数据元素，它们可以是任意数据类型，可以是向量、数组、矩阵甚⾄是其他结构变量或元胞数组，⽽且不同字段之间其数据类型不需要相同。例如：
clear x; x.real = [1 2 3 4 5]; x.imag = ones(10,10);
数组中不同元素的同⼀字段的数据类型也不要求⼀样：
x(2).real = '123';
x(2).imag = rand(5,1);
甚⾄还可以通过引⽤数组字段来定义结构数据类型的某字段：
x(3).real = x(1); x(3).imag = 3; x(3)
ans =
real: [1x1 struct]
imag: 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4.3.1-1】 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_perature = [31.2 30.4 31.6 28.7 % 创建温室温度字段
29.7 31.1 30.9 29.6];
green_house.parameter.humidity = [62.1 59.5 57.7 61.5; % 创建温室湿度字段
62.0 61.9 59.2 57.5];
（2）显⽰结构变量的内容
green_house % 显⽰结构变量结构
green_house =
name: '⼀号温室'
volume: '2000⽴⽅⽶'
parameter: [1x1 struct]
green_house.parameter % ⽤域作⽤符号. 显⽰指定域（parameter）中内容
ans =
temperature: [2x4 double]
humidity: [2x4 double]
green_perature % 显⽰temperature域中的内容
ans =
31.2000 30.4000 31.6000 28.7000
29.7000 31.1000 30.9000 29.6000
【例4.3.1-2】在上例的基础上，创建结构数组⽤以保存⼀个温室的数据。
green_house(2,3).name = '六号温室'; %产⽣2×3结构数组
green_house % 显⽰结构数组的结构
green_house =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
green_house(2,3) % 显⽰结构数组元素的结构
ans =
name: '六号温室'
volume: []
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values1、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values1、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
1×1的。例如：
s = struct('type',{'big','little'},'color',{'blue','red'},'x',{3,4})
s =
1x2 struct array with fields:
type
color
x
得到维数为1×2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{'big','little'}、{'blue','red'}和{3,4}都是1×2的元胞数组，可以看到两个数据成分分别为：
s(1,1)
ans =
type: 'big'
color: 'blue'
x: 3
s(1,2)
ans =
type: 'little'
color: 'red'
x: 4
相应的，如果将struct函数写成下⾯的形式：
s = struct('type',{'big';'little'},'color',{'blue';'red'},'x',{3;4})
s =
2x1 struct array with fields:
type
color
x
则会得到⼀个2×1的结构数组。
下⾯给出利⽤struct构建结构数组的具体实例。
【例4.3.1-3】利⽤函数struct，建⽴温室的数据库。
（1） struct预建⽴空结构数组⽅法之⼀
a = cell(2,3); % 创建2×3的元胞数组
green_house_1=struct('name',a,'volume',a,'parameter',a(1,2))
green_house_1 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（2）struct预建空结构数组⽅法之⼆
green_house_2=struct('name',a,'volume',[],'parameter',[])
green_house_2 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（3）struct预建空结构数组⽅法之三
green_hopuse_3(2,3)=struct('name',[],'volume',[],'parameter',[])
green_hopuse_3 =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
（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('name',a1,'volume',a2,'parameter',[]);
T6=[31.2,30.4,31.6,28.7;29.7,31.1,30.9,29.6];            green_house_4(2,3).perature=T6;
green_house_4
ans =
2x3 struct array with fields:
name
volume
parameter
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4.3.1所⽰。
表4.3.1 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4.3.2-1】 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Toolbox control 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=tf({3,2;[4 1],1},{[1 3 2],[1 1 1];[1 2 2 1],[1 0]})
Transfer function from input 1
3
matlab数组赋值
#1: -------------
s^2 + 3 s + 2
4 s + 1
#2: ---------------------
s^3 + 2 s^2 + 2 s + 1
Transfer function from input 2
2
#1: -----------
s^2 + s + 1
1
#2: -
s
（2）为本例演⽰，把上述的LTI对象Stf转换为结构
SSTF=struct(Stf)      % 把对象转换成结构，并显⽰结构的组成
SSTF =
num: {2x2 cell}
den: {2x2 cell}
Variable: 's'
lti: [1x1 lti]
（3）获得结构数组SSTF的域名
FN=fieldnames(SSTF) % 获得域名元胞数组FN
class(FN)    % 检查FN的类别
FN =
'num'
'den'
'Variable'
'lti'
ans =
cell
（4）获取SSTF.den(2,1)域的内容
FC=getfield(SSTF,'den',{2,1})    % 相当于FC=SSFT.den(2,1)
FC{1}                  % 与celldisp(FC)的作⽤⼤致相当
poly2str(FC{1},'s'),        % 为了把多项式显⽰成习惯的形式
FC =
[1x4 double]
ans =
1 2 2 1
ans =
s^3 + 2 s^2 + 2 s + 1
（5）重新设置SSTF.num(2,1)域的内容
SSTF.num{2,1}                % 显⽰原始情况
SSTF=setfield(SSTF,'num',{2,1},{[1 3 1]}); %  注意“花括号”的使⽤
SSTF.num{2,1}                    % 显⽰被重新设置后的情况
ans =
0 0 4 1
ans =
1 3 1
【例4.3.2-2】本例演⽰结构数组SSTF的扩充和收缩。（本例以例4.3.2-1的运⾏为基础。）（1）原结构是⼀个“单结构”
size(SSTF)
ans =
1 1
（2）演⽰结构的扩充
SSTF(2,2)=struct(tf(1,[1 1]))    % 把1/(s+1)放在第2⾏第2列结构中
size(SSTF)
SSTF =
2x2 struct array with fields:
num
den
Variable
lti
ans =
2 2
（3）演⽰结构数组的收缩：删除结构数组的第1⾏
SSTF(1,=[]                  % 收缩成为 的结构
S22n=SSTF(1,2).num,S22d=SSTF(1,2).den  % 取出第2结构num域和den域的内容printsys(S22n{1},S22d{1})          % 显⽰成习惯的表达形式
SSTF =
1x2 struct array with fields:
num
den
Variable
lti
S22n =
[1x2 double]
S22d =
[1x2 double]
num/den =
1
-----
s + 1
【例4.3.2-3】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=['No.',int2str(k)];end
department
department =
1x10 struct array with fields:
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;
department
department =
1x10 struct array with fields:
number
teacher
student
PC_computer

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