5.4 結構陣列

5.4 Structural Array

MATLAB之第五版以上也具有結構型之資料型式，可以利用欄位名稱輸入資料庫或直接呼叫，對於以後寫資料庫之擷取型式具有相當大的方便性。而結構陣列之存在，亦可不拘資料之屬性，可為一搬文字敘述或矩陣之型式。這種結構與一般資料庫之分類法則相同，應用時相當方便。

patient
   .name ‘張三豐’
    .billing 3,838.00
   .test [12 01 70 180
           3 20 65 150
           5 30 79 150]

結構陣列之型式以一個病歷作說明：在一個資料庫下有欄位名稱，若以patient為資料庫之總稱時，其下有name、billing及test等三個欄位，第一個欄位為病人之姓名，第二欄為帳單，第三欄為其檢驗之記錄；後者因每一次有相同的實驗項目，故以矩陣表示。

要建立這些資料並不困難，可在指令窗下輸入：

>>patient.name='張三豐';
>>patient.billing=3838.00;
>>patient.test=[12 01 70 180;3 20 65 150;5 30 79 150];

輸入之後，只要打入patient，即有這筆記錄：

>>patient
patient =
     name: '張三豐'
  billing: 3838
     test: [3x4 double]

最後一項是一矩陣，它僅顯示該矩陣之大小，未顯示其內容，若要知道其內容，可以下指令：

>>patient.test
ans =
  12     1    70   180
   3    20    65   150
   5    30    79   150

由此可見，要知道其下之欄位內容，可以在名稱與欄位名稱間加一點即可，如：

>>patient.name
ans =張三豐
>>patient.billing
ans =        3838

在其他運算式中，若要參照某一欄位內容之值時，亦可採用同樣的語法取得該值。

上面之結構仍然僅能指向某一位病人而已，若有其他病人也需同樣的結構如何表示呢?此時必須在病人之參數加上指標，以表示不同的病人利用同樣的結構建檔。如下建立第二筆記錄：

>>patient(2).name='李四文';
>>patient(2).billing=2424.00;
>>patient(2).test=[11 05 75 200;4 20 80 160;6 30 55 140];

由於patient之內容不只一個，此時若要知道此一patient的資料如何，仍然可在指令窗下指令：

>>patient
patient =
1x2 struct array with fields:
  name
  billing
  test

但其結果出人意外的與前面不同，主要是我們已將patient變成一個1x2 的結構性矩陣，而其下之欄位名稱則會加以標明，不再標出其內容，不過若下如下之指令，則會有所要的資料：

>>patient(2)
ans =
     name: '李四文'
  billing: 2424
     test: [3x4 double]

>>patient(1)
ans =
     name: '張三豐'
  billing: 3838
     test: [3x4 double]

至少目前應有張三豐及李四文兩筆病人的記錄。其餘可以採用類似方法增加筆數。基本上每一新記錄均需維持相同的欄位名稱及數量，才能組成一個結構。

雖然這些資料均以結構型式存於檔案中，但如前面所述，其單獨之變數仍可以取出隨意運用，如此可以增加變數應用之彈性，例如繪出張三豐之實驗之資料：

>>bar(patient(1).test)

張三豐的病歷資料

故其內在之資料要如何處理，其情況與一般的手法相同，只是目前仍然不知道張三豐的病歷到底表示的是什麼而已。

若要瞭解這個檔案之欄位名稱，除直接打入該檔的名稱外，亦可用fieldnames這一個指令：

>>fieldnames(patient)  
ans =
'name'
'billing'
'test'

其中之某欄位亦可利用rmfield這個指令去除掉：

>>patient2=rmfield(patient,'test')
patient2 =
1x2 struct array with fields:
  name
  billing

因此，基本結構patient2與patient相同，但少了test這個欄位。一次若要除去好幾個欄位時，則必須使用文字矩陣來處理。以往討論到矩陣時，均以數值為主，故矩陣內的項目均為數值格式，且用中括號[]作為範圍；碰到項目為文字型式時，其處理方式需以單一之文字為對象。若要採用長度不一的文字矩陣時，則各項之文字必須用撇號 ’ 號括起來，其矩陣亦必須以大括號{}作為範圍，如{'張三豐','李四文','陳五分'}是。故若要除去許多欄位時，可採用下面的方法：

>>patient2=rmfield(patient,{'test' 'billing'})
patient2 =
1x2 struct array with fields:
  name

因此，patient2僅剩下name一欄了。當然欄位亦可無中生有，只要將要直接添加新欄位並設定一個值給它即可，如：

>>patient2(1).billing=20
patient2 =
1x2 struct array with fields:
  name
  billing

換言之，整個檔案均會增加一個欄位billing，而第二筆記錄欄位已存在，但仍為空值，因為尚有未該筆記錄之billing的內容：

>>patient2(2).billing
ans =
   []

>>patient2(1).billing
ans =
  20

上述方法亦可用另一指令setfield來逹成：

>>setfield(patient2(2),'billing', 30)
ans =
     name: '李四文'
  billing: 30

事實上，結構化檔案亦可以利用struct指令來達成：

>>patient3=struct('name',{'陳五分','趙六錢'},'billing',{5656.00, 7878.00},'test',{[1 2],[3 4]})
patient3 =
1x2 struct array with fields:
  name
  billing
  test

>>patient3(1)
ans =
     name: '陳五分'
  billing: 5656
     test: [1 2]

>>patient3(2)
ans =
     name: '趙六錢'
  billing: 7878
     test: [3 4]

上述指令之結構可能需要補充說明一下，以便發揮一指神功的效果。struct後面括號內包含的項目為各欄位及對應之值。當然這些值可能為文字，也可能為數值。基本上文字均需使用撇號 ’ 括起來。對應欄位後面應使用中括號[]括起來，裡面的項目內容若有好幾筆資料，則需用逗號分開。各筆若為矩陣，則需依矩陣的表示法輸入，並用中括號[]括起來。下面兩個例子可能給大家一些概念：

>>s = struct('greetings',{{'Hello, there','新年好，萬事如意'}},'lengths',[5 3])
s =
  greetings: {'Hello, there'  '新年好，萬事如意'}
    lengths: [5 3]

>>s(1)
ans =
  greetings: {'Hello, there'  '新年好，萬事如意'}
    lengths: [5 3]

顯然s內容僅有一項，但greetings內應有兩項：

>>s.greetings(1)
ans =
  'Hello, there'

>>s.greetings(2)
ans =
  '新年好，萬事如意'

再看看同一個例子，但稍做修改：

>>s = struct('greetings',{'Hello, there','新年好，萬事如意 '},'lengths',[5 3])
s =
1x2 struct array with fields:
  greetings
  lengths

>>s(1)
ans =
  greetings: 'Hello, there'
    lengths: [5 3]

>>s(2)
ans =
  greetings: '新年好，萬事如意 '
    lengths: [5 3]

此時s有兩筆記錄，且其lengths:均為 [5 3]，足見不足的項目它會用同一個值補上去。
再看看它在說明中提供的例子：

>>ss = struct('type',{'big','little'},'color','red','x',{3 4})
ss =
1x2 struct array with fields:
  type
  color
  x

>>ss(1)
ans =
   type: 'big'
  color: 'red'
      x: 3

>>ss(2)
ans =
   type: 'little'
  color: 'red'
      x: 4

這樣的結果會更清楚了，讀者應可從中體會其功能。下面是一個比較複雜的例子：

>>A=struct('data',{[3 4 7;8 0 1], [9 3 2; 7 6 5]}, ...
  'personal',{struct('testyear',1999,'height',[163 178 172],...
  'weight',[80 86 60]),struct('testyear',2000,'height',[157 168 159],...
  'weight',[48 50 48])})
A =
1x2 struct array with fields:
  data
  personal

>>A(1)
ans =
      data: [2x3 double]
  personal: [1x1 struct]

>>A(1).data
ans =
   3     4     7
   8     0     1

>>A(1).personal
ans =
  testyear: 1999
    height: [163 178 172]
    weight: [80 86 60]

>>A(2).personal
ans =
  testyear: 2000
    height: [157 168 159]
    weight: [48 50 48]

其他相關指令如disp也可以看其結構：

>>disp(A)
1x2 struct array with fields:
  data
  personal

而函數isfield則可檢驗檔案結構內是否有某一特定欄位，如：

>>f=isfield(A,'data')
f =
   1

下表為有關處理matlab結構之各函數：

deal	Deal inputs to outputs.
fieldnames	Get structure field names.
isfield	Return true if the field is in a structure array.
isstruct	Return true for structures.
rmfield	Remove a structure field.
struct	Create or convert to a structure array.
struct2cell	Convert a structure array into a cell array.