MATLAB编程与应用系列-第2章 数组及矩阵的创建及操作（4）

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2.3 多维数组

###2.3.1 多维数组的创建
在MATLAB中创建和使用一维和两维数组十分灵活，同样MATLAB也提供了灵活多样的创建多维数组的方法，使得用户可以根据自己所创建多维数组的特征选取不同的创建方法。其中最常用的创建方法有：第一通过“全下标”元素赋值方式创建多维数组；第二由函数ones、zeros、rand和randn直接创建多维数组；第三借助构造函数创建多维数组。下面通过示例讲解如何使用不同的方法创建多维数组。

（1）通过“全下标”元素赋值方式创建多维数组

【例2.15】“全下标”方式创建多维数组
在MATLAB命令行窗口中输入以下命令，创建一个二维的四阶魔方阵：
>> A=magic(4) %生成一个二维的四阶魔方阵
以矩阵A为基础，通过直接定义数组的第三维的方式，创建一个三维数组。在命令窗口中输入：
>> A(:,:,2)=rand(4) %四阶的随机阵
上述语句的执行结果如下所示。
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）由函数ones、zeros、rand和randn直接创建多维数组
前面介绍到了使用函数ones、zeros、rand和randn可以直接生成二维数组，除了生成二维数组的功能外，这些函数还可以生成多维数组。

【例2.16】用函数ones、zeros、rand和randn直接创建三维随机数组
>> A=rand(4,5,3) %创建三维随机数组
>> B=ones(4,2,6) %创建三维的单位矩阵
>> C=zeros(4,6,8); %创建三维的零值矩阵

【例2.17】构造函数cat、repmat、reshape创建多维数组
首先生成构造函数使用的两个矩阵A和B，具体如下：
>> A=rand(4) %二维数组A
>> B=rand(4) %二维数组B
以下使用cat函数生成一个新的二维数组n=2，在命令窗口中输入：
>> C=cat(2,A,B)
使用cat函数生成一个新的三维数组n=3，在命令窗口中输入：
>> D=cat(3,A,B)

注意：使用reshape函数时要注意新生成的矩阵元素数量不变，否则无法生成。

【例2.18】以三维数组A为例，查看矩阵的维数、各维大小以及所有维中最大长度。
>> A=rand(4,5,2) %生成三维均匀分布的随机数组A
①使用ndims函数查看数组A维数，在命令窗口中输入：
>> ndims(A)
返回数组A的维数显示如下：
ans = 3
②使用size函数查看数组A中各维的大小，在命令窗口中输入：
>> size(A) %查看数组A中各维的大小
返回数组A中各维的大小显示如下：
ans = 4 5 2
③使用length函数查看数组A各维中的最大长度，在命令窗口中输入：
>> length(A)
返回数组A各维中的最大长度显示如下：
ans = 5

作者：德特数据
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