2.3 多維數(shù)組

###2.3.1 多維數(shù)組的創(chuàng)建
在MATLAB中創(chuàng)建和使用一維和兩維數(shù)組十分靈活，同樣MATLAB也提供了靈活多樣的創(chuàng)建多維數(shù)組的方法，使得用戶可以根據(jù)自己所創(chuàng)建多維數(shù)組的特征選取不同的創(chuàng)建方法。其中最常用的創(chuàng)建方法有：第一通過“全下標”元素賦值方式創(chuàng)建多維數(shù)組；第二由函數(shù)ones、zeros、rand和randn直接創(chuàng)建多維數(shù)組；第三借助構造函數(shù)創(chuàng)建多維數(shù)組。下面通過示例講解如何使用不同的方法創(chuàng)建多維數(shù)組。

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（1）通過“全下標”元素賦值方式創(chuàng)建多維數(shù)組

【例2.15】“全下標”方式創(chuàng)建多維數(shù)組
在MATLAB命令行窗口中輸入以下命令，創(chuàng)建一個二維的四階魔方陣：
>> A=magic(4) %生成一個二維的四階魔方陣
以矩陣A為基礎，通過直接定義數(shù)組的第三維的方式，創(chuàng)建一個三維數(shù)組。在命令窗口中輸入：
>> A(:,:,2)=rand(4) %四階的隨機陣
上述語句的執(zhí)行結果如下所示。
A(:,:,1) =<br/>16 2 3 13<br/>5 11 10 8<br/>9 7 6 12<br/>4 14 15 1
A(:,:,2) =<br/>0.4451 0.8462 0.8381 0.8318<br/>0.9318 0.5252 0.0196 0.5028<br/>0.4660 0.2026 0.6813 0.7095<br/>0.4186 0.6721 0.3795 0.4289

（2）由函數(shù)ones、zeros、rand和randn直接創(chuàng)建多維數(shù)組
前面介紹到了使用函數(shù)ones、zeros、rand和randn可以直接生成二維數(shù)組，除了生成二維數(shù)組的功能外，這些函數(shù)還可以生成多維數(shù)組。

【例2.16】用函數(shù)ones、zeros、rand和randn直接創(chuàng)建三維隨機數(shù)組
>> A=rand(4,5,3) %創(chuàng)建三維隨機數(shù)組
>> B=ones(4,2,6) %創(chuàng)建三維的單位矩陣
>> C=zeros(4,6,8); %創(chuàng)建三維的零值矩陣

（３）借助構造函數(shù)創(chuàng)建多維數(shù)組 多維數(shù)組的構造函數(shù)很多，如cat、repmat、reshape等，在這里主要介紹幾個常用的構造函數(shù)。表2.5所示為使用cat, repmat和reshape函數(shù)構造多維數(shù)組的函數(shù)調用格式和函數(shù)描述。	函數(shù)名	調用格式	函數(shù)描述
Cat	A=cat(n,A1,A2,…,Am)	n=1和n=2時分別構造[A1；A2]和[A1，A2]，它們都是二維數(shù)組，而n=3時可以構造出三維數(shù)組
repmat	repmat(p,行 列 頁 ……)	第一個輸入變量p是用來放置的模塊數(shù)組，后面的變量是要放置指定的維數(shù)。
reshape	reshape(p,行 列 頁 ……)	第一個變量是待重組的數(shù)組p，后面的變量是重新生成數(shù)組的行數(shù)、列數(shù)、頁數(shù)等。

【例2.17】構造函數(shù)cat、repmat、reshape創(chuàng)建多維數(shù)組
首先生成構造函數(shù)使用的兩個矩陣A和B，具體如下：
>> A=rand(4) %二維數(shù)組A
>> B=rand(4) %二維數(shù)組B
以下使用cat函數(shù)生成一個新的二維數(shù)組n=2，在命令窗口中輸入：
>> C=cat(2,A,B)
使用cat函數(shù)生成一個新的三維數(shù)組n=3，在命令窗口中輸入：
>> D=cat(3,A,B)

注意：使用reshape函數(shù)時要注意新生成的矩陣元素數(shù)量不變，否則無法生成。

###2.3.2 多維數(shù)組的標識 MATLAB中提供了許多指令可以用來判斷數(shù)組的維數(shù)和大小等操作的函數(shù)，給用戶使用數(shù)組帶來很大的方便，尤其是在使用多維數(shù)組的情況下，可以方便的查看多維數(shù)組的一些信息。如表2.5所示，列出了幾個常用的函數(shù)。	函數(shù)名	功能
ndims (P)	返回數(shù)組P的維數(shù)
[m,n,…]=size(P)	返回數(shù)組P各維的大小
m=size(P,x)	返回數(shù)組P某一維的大小
length(P)	返回數(shù)組P的行數(shù)或列數(shù)的大值
max(size(P))	返回數(shù)組P的行數(shù)或列數(shù)的大值，與length(P)的功能相同

【例2.18】以三維數(shù)組A為例，查看矩陣的維數(shù)、各維大小以及所有維中大長度。
>> A=rand(4,5,2) %生成三維均勻分布的隨機數(shù)組A
①使用ndims函數(shù)查看數(shù)組A維數(shù)，在命令窗口中輸入：
>> ndims(A)
返回數(shù)組A的維數(shù)顯示如下：
ans = 3
②使用size函數(shù)查看數(shù)組A中各維的大小，在命令窗口中輸入：
>> size(A) %查看數(shù)組A中各維的大小
返回數(shù)組A中各維的大小顯示如下：
ans = 4 5 2
③使用length函數(shù)查看數(shù)組A各維中的大長度，在命令窗口中輸入：
>> length(A)
返回數(shù)組A各維中的大長度顯示如下：
ans = 5

作者：德特數(shù)據(jù)
聯(lián)系方式:156204968@qq.com

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當前文章：MATLAB編程與應用系列-第2章數(shù)組及矩陣的創(chuàng)建及操作（4）-創(chuàng)新互聯(lián)
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