Matlab-arrays
MATLAB-配列
MATLABのすべてのデータ型のすべての変数は多次元配列です。 ベクトルは1次元配列であり、マトリックスは2次元配列です。
ベクトルと行列についてはすでに説明しました。 この章では、多次元配列について説明します。 ただし、その前に、特別な種類の配列について説明します。
MATLABの特別な配列
このセクションでは、特別な配列を作成する関数について説明します。 これらのすべての関数では、1つの引数で正方配列が作成され、2つの引数で長方形配列が作成されます。
- zeros（）*関数は、すべてゼロの配列を作成します-
たとえば-
zeros(5)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0- ones（）*関数はすべて1の配列を作成します-
たとえば-
ones(4,3)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1- eye（）*関数は単位行列を作成します。
たとえば-
eye(4)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
1 0 0 0
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1- rand（）*関数は、（0,1）に一様に分布した乱数の配列を作成します−
たとえば-
rand(3, 5)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
0.8147 0.9134 0.2785 0.9649 0.9572
0.9058 0.6324 0.5469 0.1576 0.4854
0.1270 0.0975 0.9575 0.9706 0.8003魔方陣
- 魔方陣*は、要素が行方向、列方向、または斜めに追加されたときに同じ合計を生成する正方形です。
- magic（）*関数は、魔方陣配列を作成します。 それは、正方形のサイズを与える特異な引数を取ります。 引数は3以上のスカラーでなければなりません。
magic(4)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
16 2 3 13
5 11 10 8
9 7 6 12
4 14 15 1多次元配列
2次元を超える配列は、MATLABでは多次元配列と呼ばれます。 MATLABの多次元配列は、通常の2次元行列の拡張です。
一般に、多次元配列を生成するには、まず2次元配列を作成して拡張します。
たとえば、2次元配列aを作成しましょう。
a = [7 9 5; 6 1 9; 4 3 2]MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
a =
7 9 5
6 1 9
4 3 2配列_a_は3行3列の配列です。次のような値を提供することで、_a_に3番目の次元を追加できます-
a(:, :, 2)= [ 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
a =
ans(:,:,1) =
0 0 0
0 0 0
0 0 0
ans(:,:,2) =
1 2 3
4 5 6
7 8 9ones（）、zeros（）、またはrand（）関数を使用して多次元配列を作成することもできます。
例えば、
b = rand(4,3,2)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
b(:,:,1) =
0.0344 0.7952 0.6463
0.4387 0.1869 0.7094
0.3816 0.4898 0.7547
0.7655 0.4456 0.2760
b(:,:,2) =
0.6797 0.4984 0.2238
0.6551 0.9597 0.7513
0.1626 0.3404 0.2551
0.1190 0.5853 0.5060- cat（）*関数を使用して多次元配列を作成することもできます。 指定された次元に沿って配列のリストを連結します-
cat（）関数の構文は-
B = cat(dim, A1, A2...)どこで、
- _B_は作成された新しい配列です
- A1 _、 A2 _、… 連結される配列です
- _dim_は、配列を連結する次元です
例
スクリプトファイルを作成し、それに次のコードを入力します-
a = [9 8 7; 6 5 4; 3 2 1];
b = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9];
c = cat(3, a, b, [ 2 3 1; 4 7 8; 3 9 0])あなたがファイルを実行すると、それが表示されます-
c(:,:,1) =
9 8 7
6 5 4
3 2 1
c(:,:,2) =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
c(:,:,3) =
2 3 1
4 7 8
3 9 0配列関数
MATLABは、配列の内容を並べ替え、回転、並べ替え、形状変更、またはシフトするための次の関数を提供します。
| Function | Purpose |
|---|---|
| length | Length of vector or largest array dimension |
| ndims | Number of array dimensions |
| numel | Number of array elements |
| size | Array dimensions |
| iscolumn | Determines whether input is column vector |
| isempty | Determines whether array is empty |
| ismatrix | Determines whether input is matrix |
| isrow | Determines whether input is row vector |
| isscalar | Determines whether input is scalar |
| isvector | Determines whether input is vector |
| blkdiag | Constructs block diagonal matrix from input arguments |
| circshift | Shifts array circularly |
| ctranspose | Complex conjugate transpose |
| diag | Diagonal matrices and diagonals of matrix |
| flipdim | Flips array along specified dimension |
| fliplr | Flips matrix from left to right |
| flipud | Flips matrix up to down |
| ipermute | Inverses permute dimensions of N-D array |
| permute | Rearranges dimensions of N-D array |
| repmat | Replicates and tile array |
| reshape | Reshapes array |
| rot90 | Rotates matrix 90 degrees |
| shiftdim | Shifts dimensions |
| issorted | Determines whether set elements are in sorted order |
| sort | Sorts array elements in ascending or descending order |
| sortrows | Sorts rows in ascending order |
| squeeze | Removes singleton dimensions |
| transpose | Transpose |
| vectorize | Vectorizes expression |
例
次の例は、上記の機能の一部を示しています。
長さ、寸法、要素数-
スクリプトファイルを作成し、それに次のコードを入力します-
x = [7.1, 3.4, 7.2, 28/4, 3.6, 17, 9.4, 8.9];
length(x) % length of x vector
y = rand(3, 4, 5, 2);
ndims(y) % no of dimensions in array y
s = ['Zara', 'Nuha', 'Shamim', 'Riz', 'Shadab'];
numel(s) % no of elements in sあなたがファイルを実行すると、次の結果が表示されます-
ans = 8
ans = 4
ans = 23配列要素の循環シフト-
スクリプトファイルを作成し、それに次のコードを入力します-
a = [1 2 3; 4 5 6; 7 8 9] % the original array a
b = circshift(a,1) % circular shift first dimension values down by 1.
c = circshift(a,[1 -1]) % circular shift first dimension values % down by 1
% and second dimension values to the left % by 1.あなたがファイルを実行すると、次の結果が表示されます-
a =
1 2 3
4 5 6
7 8 9
b =
7 8 9
1 2 3
4 5 6
c =
8 9 7
2 3 1
5 6 4配列の並べ替え
スクリプトファイルを作成し、それに次のコードを入力します-
v = [ 23 45 12 9 5 0 19 17] % horizontal vector
sort(v) % sorting v
m = [2 6 4; 5 3 9; 2 0 1] % two dimensional array
sort(m, 1) % sorting m along the row
sort(m, 2) % sorting m along the columnあなたがファイルを実行すると、次の結果が表示されます-
v =
23 45 12 9 5 0 19 17
ans =
0 5 9 12 17 19 23 45
m =
2 6 4
5 3 9
2 0 1
ans =
2 0 1
2 3 4
5 6 9
ans =
2 4 6
3 5 9
0 1 2セル配列
セル配列は、各セルが異なる次元とデータ型の配列を格納できるインデックス付きセルの配列です。
*cell* 関数は、セル配列の作成に使用されます。 セル関数の構文は-C = cell(dim)
C = cell(dim1,...,dimN)
D = cell(obj)どこで、
- _C_はセル配列です。
- _dim_は、セル配列Cの次元を指定するスカラー整数または整数のベクトルです。
- _dim1、… 、dimN_はCの次元を指定するスカラー整数です。
- _obj_は次のいずれかです-
- Java配列またはオブジェクト
- System.StringまたはSystem.Object型の.NET配列
例
スクリプトファイルを作成し、それに次のコードを入力します-
c = cell(2, 5);
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5}あなたがファイルを実行すると、次の結果が表示されます-
c =
{
[1,1] = Red
[2,1] = 1
[1,2] = Blue
[2,2] = 2
[1,3] = Green
[2,3] = 3
[1,4] = Yellow
[2,4] = 4
[1,5] = White
[2,5] = 5
}セル配列のデータへのアクセス
セル配列の要素を参照するには2つの方法があります-
- セルのセットを参照するために、インデックスを最初のブラケット（）で囲む
- インデックスを中括弧\ {}で囲み、個々のセル内のデータを参照します
インデックスを最初の括弧で囲むと、セルのセットを参照します。
滑らかな括弧内のセル配列インデックスは、セルのセットを指します。
たとえば-
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c(1:2,1:2)MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans =
{
[1,1] = Red
[2,1] = 1
[1,2] = Blue
[2,2] = 2
}中括弧でインデックスを作成することにより、セルのコンテンツにアクセスすることもできます。
たとえば-
c = {'Red', 'Blue', 'Green', 'Yellow', 'White'; 1 2 3 4 5};
c{1, 2:4}MATLABは上記のステートメントを実行し、次の結果を返します-
ans = Blue
ans = Green
ans = Yellow