Система математических расчетов MATLAB (стр. 17 из 30)
mypatients = patient(1:2)
1x2 struct array with fields:
name
billing
test
Первая структура в массиве mypatients совпадает с первой структурой в массиве patient:
mypatients(1)
ans =
name: 'John Doe'
billing: 127
test: [3x3 double].
Для обращения к полю определенной структуры, нужно добавить точку (.) после имени стру-ктуры, с указанием далее имени поля:
str = patient(2) . name
str =
Ann Lane
Для обращения к элементам внутри полей, следует добавить требуемые индексы к имени поля. Если поле содержит числовой массив, нужно использовать индексация цифровых массивов. Если поле содержит массив ячеек, используйте соответствующую индексацию ячеек и так далее. Например,
test2b = patient(3).test(2,2)
test2b =
153
Аналогичную форму записи следует использовать и для задания значений переменных внутри поля, например,
patient(3).test(2,2) = 7
Вы можете также одновременно извлечь данные одноименных полей многомерной структу-ры. Например, запись ниже создает вектор 1х3, содержащий все значения счетов полей billing fields.
bills = [patient.billing]
bills =
127.0000 28.5000 504.7000
Аналогично, вы можете создать массив ячеек, содержащий данные температур test для пер-вых двух структур.
tests = {patient(1:2).test}
tests =
[3x3 double] [3x3 double]
Обращение к полям структуры с применением функций setfield и getfield
Прямая индексация обычно является наиболее эффективным способом задания или получе-ния значений полей структуры. Если, однако, вы знаете только название поля в виде строки, например, если вы использовали функцию fieldnames для получения имени поля в пределах M-файла – то для указанных операций с данными этих полей можно также применить функ-ции setfield и getfield.
Функция getfield позволяет получить значение или значения поля или элемента поля и име-ет следующий синтаксис
f = getfield(array,{array_index},'field',{field_index})
где индекс field_index является необязательным , а array_index является необязательным для массива структур размера 1х1. Данный синтаксис соответствует записи
f = array(array_index).field(field_index)
Например, для обращения к полю name во второй структуре массива patient запишем
str = getfield(patient,{2},'name')
Аналогично, функция setfield дает возможность задать значения полей используя синтаксис
f = setfield (array,{array_index},'field',{field_index},value)
Определение размера массива структур
Для получения размера массива структур или размера любого поля структуры. можно вос-пользоваться функцией size. При вводе в качестве аргумента функции size имени структуры, данная функция возвращает вектор размерностей массива. Если задать аргумент в форме массив(n).поле, функция size возвращает размер содержимого поля. Например, для нашей структуры patient размера 1х3, запись size(patient) возвращает вектор [1 3]. Выражение size(patient(1,2).name) возвращает длину строки имени элемента (1,2) структуры patient.
Добавление полей к структуре
Вы можете добавить поле ко всем структурам в массиве добавлением поле к любой одной структуре. Например, для добавления поля номера социальной страховки к массиву patient можно воспользоваться записью вида
patient(2).ssn = '000–00–0000'
При этом поле patient(2).ssn второго пациекта имеет заданное значение. Все другие структу-ры в массиве структур также имеют поле ssn, но эти поля содержат пустые матрицы до тех пор, пока вы не зададите в явном виде соответствующие значения.
Удаление поля из структуры
Вы можете удалить любое поле заданной структуры при помощи функции rmfield. Ее наиболее общая форма имеет вид
struc2 = rmfield(array,'field')
где array это массив структур, а 'field' является именем поля, которое вы хотите удалить. Например, чтобы удалить поле name из массива patient, нужно ввести:
patient = rmfield(patient,'name')
Применение функций и операторов
Вы можете осуществлять операции над полями и над элементами полей точно так же, как над любыми другими массивами системы MATLAB. Для выбора данных, над которыми нужно произвести действия нужно использовать индексацию. Например, следующее выра-жение вычисляет среднее значение вдоль строк массива test в patient(2):
mean((patient(2).test)')
Зачастую бывают различные возможности для применеия функций или операторов к полям массива структур. Один из путей суммирования всех полей billing в структуре patient выг-лядит следующим образом:
total = 0;
for j = 1:length(patient)
total = total + patient(j).billing;
end
Для упрощения подобных операций, MATLAB предоставляет возможность производить дей-ствия одновременно со всеми одноименными полями массива структур. Для этого нужно просто заключить выражение (допустим, array.field) в квадратные скобки внутри применяе-мой функции. Например, вы можете решить приведенную выше задачу, записав
total = sum ([patient.billing])
Подобная запись эквивалентна использованию так называемого списка, разделенного запятой (comma-separated list)
total = sum ([patient(1).billing , patient(2).billing ,...])
Такой синтаксис наиболее полезен в случаях, когда поле является скалярным операндом.
Создание функций для операций над массивами структур
Вы можете записать свои функции в виде М-файлов для работы со структурами любой нес-тандартной формы. При этом вам придется осуществить собственный контроль ошибок. Иными словами, вам следует убедиться, что осуществляется проверка действий над выбран-ными полями.
В качестве примера, рассмотрим набор данных, который описывает измерения в различных моментах времени различных токсинов в источнике питьевой воды. Данные состоят из 15 различных наблюдений, где каждое наблюдение содержит три независимых замера. Вы мо-жете организовать эти данные в виде набора 15 структур, где каждая структура имеет три поля, по одному для каждого проведенного измерения.
Приведенная ниже функция concen, действует над массивом структур со специфичными ха-рактеристиками. Их характеристики должны содержать поля lead (свинец), mercury (ртуть),
и chromium (хром).
function [r1, r2] = concen(toxtest);
% Create two vectors. r1 contains the ratio of mercury to lead
% at each observation. r2 contains the ratio of lead to chromium.
r1 = [toxtest.mercury]./[toxtest.lead];
r2 = [toxtest.lead]./[toxtest.chromium];
% Plot the concentrations of lead, mercury, and chromium
% on the same plot, using different colors for each.
lead = [toxtest.lead];
mercury = [toxtest.mercury];
chromium = [toxtest.chromium];
plot(lead,'r'); hold on
plot(mercury,'b')
plot(chromium,'y'); hold off
Данная функция создает два вектора. r1 содержит отношение ртути к свинцу в каждом наб-людении, а r2 содержит отношение свинца к хрому. Далее эта функция строит кривые кон-центрации свинца, ртути и хрома на одном графике, используя разные цвета (красный – сви-нец, синий – ртуть, желтый – хром).
Попробуйте применить данную функцию на примеры структуры test со следующими данны-ми
test(1).lead = .007; test(2).lead = .031; test(3).lead = .019;
test(1).mercury = .0021; test(2).mercury = .0009;
test(3).mercury = .0013;
test(1).chromium = .025; test(2).chromium = .017;
test(3).chromium = .10;
Организация данных в массиве структур
Ключ к организации массива структур состоит в выборе способа, которым вы хотите обра-щаться к подмассивам данных или отдельным данным структуры. Это, в свою очередь, оп-ределяет как вы дольжны построить массив, содержащий структуры и как выбирать поля структуры. Например, рассмотрим RGB изображение размера 128х128, запомненное в трех различных массивах : RED, GREEN и BLUE.
Имеются по меньшей мере две возможности для организации таких данных в массив струк-
тур.
Плоская организация Поэлементная организация
Плоская организация
В этом варианте, каждое поле структуры представляет полную плоскость изображения в красном, зеленом или синем цветах. Вы можете создать такую структуру используя запись
A.r = RED;
A.g = GREEN;
A.b = BLUE;
Подобный подход позволяет вам легко извлекать полное изображение в отдельных состав-ляющих цветов, для решения таких задач как фильтрация. Например, для обращения ко всей красной плоскости нужно просто записать
red_plane = A.r;
Плоская организация имеет то дополнительное преимущество, что массив структур можно без труда дополнить другими изображениями. Если у вас есть набор изображений, вы може-те запомнить их как A(2), A(3), и так далее, где каждая структура содержит полное изобра-жение.
Недостаток плоской организации становится очевичным, когда вам нужно обратиться к от-дельным частям изображения. В этом случае вы должны оперировать с каждым полем в от-дельности:
red_sub = A.r (2:12, 13:30);
grn_sub = A.g (2:12, 13:30);
blue_sub = A.b (2:12, 13:30);
Поэлементная организация
Данный вариант имеет то преимущество, что обеспечивает простой доступ к подмножествам данных. Для организации данных в данной форме нужно использовать команды
for i = 1:size(RED,1)
for j = 1:size(RED,2)
B(i,j) .r = RED(i,j);
B(i,j) .g = GREEN(i,j);
B(i,j) .b = BLUE(i,j);
end
end
При поэлементной организации, вы можете осуществить обращение к подмножествам дан-ных при помощи единственного выражения: