?講解視頻：可以在bilibili搜索《MATLAB教程新手入門篇——數(shù)學(xué)建模清風(fēng)主講》。?

MATLAB教程新手入門篇（數(shù)學(xué)建模清風(fēng)主講，適合零基礎(chǔ)同學(xué)觀看）_嗶哩嗶哩_bilibili

5.3.2 字符向量元胞數(shù)組

在上一節(jié)中，我們詳細(xì)介紹了一般的元胞數(shù)組的使用方法。本節(jié)將重點(diǎn)學(xué)習(xí)字符向量元胞數(shù)組，這是一種特殊的元胞數(shù)組，元胞中的每個數(shù)據(jù)都是字符向量類型。

在 MATLAB 2016b 版本以前，字符向量元胞數(shù)組是處理和分析文本數(shù)據(jù)的核心工具。但是，自 MATLAB 2017a 版本起，官方推薦使用更為高效的字符串類型來處理文本。這種新的字符串類型采用英文雙引號（"）進(jìn)行標(biāo)識，單個這類文本被稱為字符串標(biāo)量。將多個字符串標(biāo)量放到同一個數(shù)組中，便構(gòu)成了一個字符串?dāng)?shù)組。關(guān)于這一點(diǎn)，我們將在下一小節(jié)中進(jìn)行更深入的探討。即便引入了這種新的文本類型，本節(jié)介紹的文本處理方法依然至關(guān)重要，它們不僅助力于理解即將介紹的字符串類型，而且許多文本處理函數(shù)能同時適用于字符向量元胞數(shù)組和字符串類型。以下是本節(jié)將要學(xué)習(xí)的一些基礎(chǔ)文本處理函數(shù)，這些函數(shù)自 MATLAB 2016b 版本以前就已經(jīng)存在：

（1）cellstr函數(shù)：將其他類型的文本轉(zhuǎn)換為字符向量元胞數(shù)組

cellstr 函數(shù)可以將其他類型的文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符向量元胞數(shù)組，它的基本用法非常簡單：C = cellstr(A)，這里的A通常是字符數(shù)組，也可以是我們下一節(jié)要學(xué)的字符串?dāng)?shù)組，C就是轉(zhuǎn)換后得到的字符向量元胞數(shù)組。下面我們來看幾個例子：

從上面的例子可以看出，如果輸入的數(shù)據(jù)類型是字符數(shù)組（包括字符向量和字符矩陣），cellstr函數(shù)在轉(zhuǎn)換過程中會自動刪除每行尾部的空白字符。這相當(dāng)于對轉(zhuǎn)換后的每個元胞中的數(shù)據(jù)應(yīng)用了 deblank 函數(shù)。然而，如果轉(zhuǎn)換的對象是字符串?dāng)?shù)組（將在下一節(jié)學(xué)習(xí)），則不會刪除尾部的空白字符。

下面我們來看一道例題：請將字符向量'1'、 '2'一直到'100'保存到元胞數(shù)組C中。

這個題目有多種實(shí)現(xiàn)的思路，最容易想到的就是使用for循環(huán)，我們可以使用num2str函數(shù)將數(shù)字1至100轉(zhuǎn)換為字符向量，然后依次儲存到元胞數(shù)組C中。

現(xiàn)在考考大家，如果不用循環(huán)語句大家可以解決這個問題嗎？

在之前的小節(jié)中，我們介紹過 num2str 函數(shù)，當(dāng)輸入變量分別是行向量和列向量時：

我們重點(diǎn)來看列向量的轉(zhuǎn)換結(jié)果，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果是一個字符矩陣，每一行的字符向量由原來的數(shù)字轉(zhuǎn)換而成，因此借助這個思路我們可以給出相應(yīng)的代碼：

然而，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字前面有num2str函數(shù)自動填充的空格，由于cellstr函數(shù)不會自動刪除前面的空白字符，因此我們需要手動處理。這里我們可以使用strip函數(shù)或者strtrim函數(shù)刪除C中各字符向量開頭的空格：

當(dāng)然，這個例題僅僅是為了幫助大家復(fù)習(xí)相關(guān)的知識點(diǎn)，如果大家學(xué)習(xí)了下一節(jié)要介紹的字符串?dāng)?shù)組，只需要一行代碼就能解決：C = cellstr(string(1:100))。

拓展：和cellfun函數(shù)類似，MATLAB中還有 arrayfun 函數(shù)，它可以對數(shù)組中的每個元素應(yīng)用給定的函數(shù)。這個函數(shù)我們會在后續(xù)的章節(jié)進(jìn)行講解。使用arrayfun函數(shù)也只需要一行代碼就能解決：C = arrayfun(@num2str, 1:100, 'UniformOutput', false) 。

（2）isletter、isspace和isstrprop函數(shù)：識別特定種類的字符

在MATLAB中，isletter、isspace 和 isstrprop 函數(shù)用于識別文本中特定種類的字符。這三個函數(shù)在文本處理中非常有用，尤其是在字符數(shù)據(jù)的預(yù)處理和分析階段，其中isstrprop 函數(shù)是前兩個函數(shù)的進(jìn)階版。

isletter 函數(shù)用于判斷字符是否為字母，它的使用方法非常簡單：TF = isletter(A)，輸入?yún)?shù)A通常是字符數(shù)組或字符串標(biāo)量（如果A是其他數(shù)據(jù)類型，那么isletter函數(shù)會返回全為0的邏輯數(shù)組或者直接報錯）；返回值TF是一個邏輯數(shù)組，當(dāng) A 中的某個字符是字母時，TF中對應(yīng)位置的元素是邏輯值1，否則是邏輯值0。（注意：isletter函數(shù)不僅會識別英文字母，還會識別其他語言中的文字，例如中文的漢字也會被識別為邏輯值1）

如果你想處理字符向量元胞數(shù)組，你可以借助 cellfun 函數(shù)，給定isletter函數(shù)句柄并指定'UniformOutput'參數(shù)為false（isletter函數(shù)的返回值不是標(biāo)量）：

isspace函數(shù)和isletter 函數(shù)的使用方法類似，它用于判斷字符是否為空白字符，如空格、制表符、換行符。

下面我們來看一個思考題：能否找出所有被isspace函數(shù)識別為空白字符對應(yīng)的Unicode編碼？

在Unicode字符集中，十進(jìn)制0 到 2^16-1 （十六進(jìn)制0000-FFFF）涵蓋了絕大多數(shù)常用字符，包括各種語言的文字、符號、以及特殊字符，因此我們識別的字符范圍可以限定在這個區(qū)間內(nèi)。下面我們給出代碼：

上面代碼中的ind是一個邏輯數(shù)組，all_unicode(ind)就是使用ind對變量all_unicode進(jìn)行邏輯索引，得到這些空白字符對應(yīng)的Unicode編碼。限于篇幅，右側(cè)的結(jié)果沒有顯示完整，完整的結(jié)果中有25個編碼，感興趣的同學(xué)可以查看本章附錄2：MATLAB中的空白字符。

isstrprop函數(shù)是前兩個函數(shù)的進(jìn)階版本，它不僅能夠識別字母和空白字符，還能識別更廣泛的文本形式，如數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號、控制字符等。此外，isstrprop函數(shù)具備處理多種類型的文本數(shù)據(jù)的能力，包括字符數(shù)組、字符串標(biāo)量、數(shù)值數(shù)組（其中的元素代表 Unicode 編碼）、字符向量元胞數(shù)組，以及字符串?dāng)?shù)組。（prop來自單詞property，可翻譯為屬性）

isstrprop 函數(shù)的基本用法是 TF = isstrprop(str, category)。其中，第一個輸入?yún)?shù)str 表示文本數(shù)據(jù)， 第二個輸入?yún)?shù)category 是你想要檢測的字符類別。它支持多種字符類別，例如 'alpha'（字母）、'digit'（數(shù)字）等。以下它是支持的字符類別的列表（來自MATLAB官網(wǎng)）：

根據(jù)輸入文本數(shù)據(jù) str 的數(shù)據(jù)類型，isstrprop 函數(shù)返回不同類型的結(jié)果：

1. 如果str是字符數(shù)組、字符串標(biāo)量或數(shù)值數(shù)組，則TF為邏輯數(shù)組類型；
2. 如果str是字符向量元胞數(shù)組或字符串?dāng)?shù)組，則TF為元胞數(shù)組類型。

此外，我們還可以在輸入?yún)?shù)的最后加上'ForceCellOutput', true，這樣可以強(qiáng)制返回值TF為一個元胞數(shù)組，即使 str 是一個字符數(shù)組、字符串標(biāo)量或數(shù)值數(shù)組也是如此。

我們來看例子：

下面再來看一個實(shí)際的例子。假設(shè)字符向量元胞數(shù)組c2中保存著客戶的信息，包括客戶的姓名、手機(jī)號和所在城市，我們的目標(biāo)就是提取客戶的手機(jī)號。如果每位客戶的手機(jī)號在字符向量中的位置都是固定的，例如都是1至11位，那么就可以借助字符向量的索引來提取手機(jī)號，但下面給的例子顯然不滿足這樣的規(guī)則，此時我們可以借助isstrprop函數(shù)：

isstrprop函數(shù)返回了一個邏輯向量構(gòu)成的元胞數(shù)組TF，邏輯向量中為1的位置就是手機(jī)號所在的位置。接下來，我們可以通過循環(huán)遍歷 c2，并使用TF中的邏輯索引提取手機(jī)號碼：

通過 isstrprop 函數(shù)，我們可以有效地處理和分析含有混合類型文本的數(shù)據(jù)，特別是在提取特定格式的信息（如電話號碼）時。它的靈活性和強(qiáng)大的識別能力使其成為MATLAB文本分析的有力工具。

拓展：能否不使用循環(huán)語句直接提取元胞數(shù)組中每一個字符向量對應(yīng)的電話號碼信息？

下面我們給出兩種解決方案（這兩種方法涉及到后面章節(jié)的內(nèi)容，這里僅作演示）：

第一種方法利用了 cellfun 函數(shù)和匿名函數(shù)。我們首先定義了一個匿名函數(shù) f，該函數(shù)通過 isstrprop 函數(shù)識別并提取字符向量中的數(shù)字。然后，我們利用 cellfun 函數(shù)，將這個匿名函數(shù)應(yīng)用于元胞數(shù)組 c2 中的每個字符向量，以便提取電話號碼。在本書后續(xù)關(guān)于自定義函數(shù)的章節(jié)中，我們將對匿名函數(shù)的使用方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

第二種方法借助了 MATLAB 強(qiáng)大的正則表達(dá)式處理能力。我們首先定義一個匹配11位數(shù)字的電話號碼模式，然后使用 regexp 函數(shù)來從每個字符向量中提取符合該模式的文本。在下一章中，我們將詳細(xì)探討正則表達(dá)式的使用技巧。

（3）strfind函數(shù)和strrep函數(shù)：查找與替換文本

在處理文本數(shù)據(jù)時，我們經(jīng)常需要查找指定的文本，并在必要時進(jìn)行替換。事實(shí)上這一需求在文本處理中非常常見，下圖是記事本和Word軟件的查找替換界面：

在MATLAB中，對文本數(shù)據(jù)進(jìn)行查找和替換可以通過 strfind 和 strrep 函數(shù)實(shí)現(xiàn)（rep來自單詞replace，單詞find和replace翻譯成中文分別是查找和替換），下面我們直接引用MATLAB官網(wǎng)的幫助文檔來介紹它們的用法。

先來看strfind函數(shù)的幫助文檔：

讓我們通過幾個實(shí)例來具體了解 strfind 函數(shù)的用法：

以上示例清晰展示了 strfind 函數(shù)在各類文本數(shù)據(jù)中查找指定文本的能力，同時也突出了它對大小寫敏感的特性。

另外，在上方介紹搜索模式pat時，提到了一個新概念：“pattern標(biāo)量”。MATLAB從 2020b 版本開始，引入了 pattern 類型作為一種新的搜索模式。pattern 類型專門用于搜索和匹配文本，它提供了一些高級的匹配功能，大家可以在MATLAB官網(wǎng)搜索關(guān)鍵詞：pattern。

pattern可翻譯為模式，以下是MATLAB官方文檔中對它的介紹：

為了更好地理解 pattern 類型的應(yīng)用，讓我們看兩個例子。假設(shè)我們想在文本中匹配數(shù)字，可以這樣編寫代碼（請確保您的MATLAB版本不低于2020b，否則會報錯）：

盡管 pattern 類型是一個非常有用的功能，但在本教程中，我們不打算深入探討它，主要基于以下三點(diǎn)考慮：首先，pattern 類型對MATLAB版本有較高要求，僅在2020b及以上版本中可用，低版本中使用會導(dǎo)致錯誤。其次，pattern 類型涉及多個新函數(shù)，這些函數(shù)名稱較長，對非英語母語的讀者可能不夠友好，且不易記憶。最后，我們在下一章要學(xué)習(xí)的正則表達(dá)式功能可以完全替代 pattern 類型的功能。正則表達(dá)式是一種廣泛使用且功能強(qiáng)大的文本處理工具，在多種編程語言中都有應(yīng)用，且各語言間的語法高度相似。

因此，為了保持教程的實(shí)用性和通用性，我們將重點(diǎn)放在下一章要介紹的正則表達(dá)式上，這是一種更廣泛認(rèn)可和使用的文本處理方法。

接下來，讓我們了解一下 strrep 函數(shù)的用法。strrep 函數(shù)用于將舊文本替換成新的文本。

下面我們來看例子：

在最基本的用法中，strrep 函數(shù)用于替換指定的子文本。例如，我們將c1中的'喜歡'替換為了'不喜歡'。此外， strrep 函數(shù)在替換時是區(qū)分英文字母的大小寫的，例如我們將c2中的'matlab'替換為了'MATLAB'。

strrep 函數(shù)還可以接受元胞數(shù)組作為輸入，這允許用戶在單個函數(shù)調(diào)用中執(zhí)行多種不同的替換操作，返回的結(jié)果也是元胞數(shù)組形式。

此外，strrep 函數(shù)在處理重疊文本時的特性值得關(guān)注。當(dāng)要替換的文本相互重疊時，strrep 函數(shù)的處理方式會有特定的表現(xiàn)。下面我們用 strrep 來處理一個包含重疊文本的例子：

大家觀察MATLAB的返回結(jié)果，結(jié)果中出現(xiàn)了三次*，這是因?yàn)閟trrep函數(shù)認(rèn)為'abababab'中出現(xiàn)了三次'aba'，即允許重疊子文本。下圖給出了兩種不同的替換方式，strrep函數(shù)使用的就是左側(cè)的方式。

如果你希望使用右側(cè)的方法進(jìn)行替換，那么你可以使用MATLAB在2016b版本中推出的replace函數(shù)，它在替換時不允許重疊子文本：

另外，replace函數(shù)和strrep函數(shù)用法非常相似，newStr = replace(str,old,new) 將所有出現(xiàn)的子文本 old 替換為 new。如果 old 包含多個子文本，則 new 必須與 old 具有相同的大小，或者必須為單個子文本。注意：如果old或new不是標(biāo)量（即不是單個文本，而是包含多個文本的字符向量元胞數(shù)組或者字符串?dāng)?shù)組），replace函數(shù)和strrep函數(shù)返回的結(jié)果有很大差異：

大家可以對比 strrep 函數(shù)的返回結(jié)果，當(dāng)輸入?yún)?shù)old 或 new 中的文本不是標(biāo)量時，strrep 函數(shù)會依次將 old 和 new 中的文本進(jìn)行匹配，并分別進(jìn)行替換。因此，如果輸入的 old 或 new 是元胞數(shù)組或字符串?dāng)?shù)組，strrep 函數(shù)會返回一個相應(yīng)大小的元胞數(shù)組或字符串?dāng)?shù)組，其中包含了每次替換的結(jié)果。相比之下，replace 函數(shù)在處理非標(biāo)量文本時，它的返回值是一個標(biāo)量，即相當(dāng)于在該文本中進(jìn)行了多輪替換。

此外，replace函數(shù)的old參數(shù)還支持pattern 數(shù)組，前文介紹過，pattern 類型專門用于搜索和匹配文本，我們教程不會具體講解，下一章中將使用正則表達(dá)式代替它。

（4）strjoin函數(shù)：對數(shù)組中的文本進(jìn)行連接

有時候我們希望對字符向量元胞數(shù)組或者字符串?dāng)?shù)組中的文本進(jìn)行連接，例如使用空格連接不同的單詞、使用換行符連接各段文字等。strjoin函數(shù)可以幫助我們完成這個任務(wù)，下面來看它的基本用法：

它的使用方法非常簡單，我們直接來看例子：

注意，在使用 strjoin 函數(shù)時，分隔符可能包括一些在文本中不易直接表示的特殊字符，比如上述示例中的換行符。在MATLAB中，為了便于使用換行符，提供了專用的 newline 函數(shù)。此外，換行符的ASCII編碼是10，因此我們還可以通過 char(10) 來表示換行符。

對于其他一些不方便使用文本表示的字符，你也可以使用對應(yīng)的ASCII編碼來表示。下面我們將介紹另一種表示特殊字符的方法：使用轉(zhuǎn)義字符。

什么是轉(zhuǎn)義字符？轉(zhuǎn)義字符在許多編程語言中都存在，它是一類特殊的字符，用于在文本中表示特定的字符，以下是MATLAB中常用的轉(zhuǎn)義字符：

（注：上表中常用的轉(zhuǎn)義字符為\t和\n，另外\\表示的是反斜杠\本身，類似于字符向量中兩個連續(xù)的單引號''表示的是單引號'本身。）

strjoin函數(shù)的分隔字符中可以包括上表列舉的轉(zhuǎn)義字符，這樣可以更方便的對文本進(jìn)行連接。

此外，MATLAB中的轉(zhuǎn)義字符單獨(dú)使用沒有含義，它們通常需要結(jié)合文本處理相關(guān)的內(nèi)置函數(shù)一起使用。

通過上述示例，我們可以看到 strjoin 函數(shù)如何有效地將數(shù)組中的文本元素連接起來，不論是使用默認(rèn)的空格還是選用自定義的分隔符。這一特性使得 strjoin 函數(shù)特別適用于整合零散的文本數(shù)據(jù)，進(jìn)而方便后續(xù)的處理和展示。

（5）strsplit函數(shù)：在指定分隔符處拆分文本

當(dāng)我們需要將一個長文本拆分成多個更短的文本時，就需要用到strsplit函數(shù)。它的功能非常強(qiáng)大，以下是MATLAB官網(wǎng)給出的它的基本用法：

除此之外，MATLAB 允許通過名稱-值參數(shù)來調(diào)整 strsplit函數(shù)的行為。

什么是名稱-值參數(shù)？

strsplit函數(shù)支持下面兩對名稱-值參數(shù)：

（1）CollapseDelimiters — 多分隔符處理，指定為true (默認(rèn)值)或者 false

多分隔符處理，指定為由 'CollapseDelimiters' 和 true/false 組成的名稱-值參數(shù)。如果為 true，則 str 中的連續(xù)分隔符將作為同一個分隔符處理。如果為 false，則連續(xù)分隔符將作為單獨(dú)的分隔符處理，這會導(dǎo)致匹配的分隔符之間出現(xiàn)空字符向量 '' （0×0 char）元素。

（2）DelimiterType — 分隔符類型，指定為 'Simple' （默認(rèn)）或者 'RegularExpression'

分隔符類型這對參數(shù)的名稱為 'DelimiterType'，它的值指定為下面兩個字符向量之一：

• 'Simple'： strsplit 函數(shù)將 delimiter 當(dāng)作普通文本處理；
• 'RegularExpression'： strsplit 函數(shù)將 delimiter 作為正則表達(dá)式處理。

注意，這里再次提到了正則表達(dá)式，相關(guān)內(nèi)容我們會在下一章中介紹。借助正則表達(dá)式，可以大大拓展strsplit函數(shù)的應(yīng)用場景。

對本小節(jié)的總結(jié)

在本節(jié)中，我們深入探討了MATLAB中與文本處理相關(guān)的基礎(chǔ)函數(shù)。這些函數(shù)為處理和分析各種文本數(shù)據(jù)提供了必要的工具，無論是簡單的文本操作還是復(fù)雜的文本分析，它們都能勝任。

首先，我們介紹了 cellstr函數(shù)，它能將不同類型的文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符向量元胞數(shù)組，為后續(xù)的文本處理打下基礎(chǔ)。

隨后，我們探討了 isletter和 isspace函數(shù)，這兩個函數(shù)用于識別字母和空白字符，是文本分析中常用的工具。isstrprop函數(shù)作為它們的進(jìn)階版本，能夠識別更多種類的字符，其靈活性和強(qiáng)大的識別能力使其成為MATLAB文本分析中的重要工具。

我們還學(xué)習(xí)了 strfind函數(shù)，它用于在文本中查找子文本并返回相應(yīng)的索引，這對于定位特定信息非常重要。

緊接著，strrep函數(shù)和 replace函數(shù)則用于將文本中的舊文本替換為新文本，這對于編輯和更新文本數(shù)據(jù)非常有用。

在連接文本方面，strjoin函數(shù)可以將數(shù)組中的文本元素用特定的分隔符連接起來，為構(gòu)建更加整潔和一致的文本提供了便利。

最后，我們討論了 strsplit函數(shù)，它能夠根據(jù)指定的分隔符將長文本拆分為更短的文本，這在處理大量文本數(shù)據(jù)時特別有用。

這些函數(shù)為我們處理各種文本格式提供了極大的靈活性。通過各種實(shí)例，我們看到了這些函數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的強(qiáng)大功能。

在接下來的小節(jié)中，我們將重點(diǎn)介紹這些函數(shù)在綜合應(yīng)用中的實(shí)際案例，展示如何將這些獨(dú)立的函數(shù)組合起來，解決更為復(fù)雜和實(shí)際的文本處理任務(wù)。這些綜合應(yīng)用案例不僅將鞏固我們對于各個函數(shù)的理解，還將展示 MATLAB 在文本處理方面的卓越能力。

??點(diǎn)擊下方的CSDN專欄閱讀下一篇文章：

MATLAB入門課程專欄文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-777994.html

到了這里，關(guān)于第5章：5.3.2 字符向量元胞數(shù)組（MATLAB入門課程）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！