MATLAB table数据结构 首篇

目录：

• 关于作者
• table简介
  • 为什么需要table数据结构
  • 通过导入数据构造table对象
  • 调用table构造函数来构造table对象
  • 通过转换函数构造table对象
• 访问table中的数据

MATLAB常用基本数据类型有：整型，浮点型，字符型，函数句柄，元胞数组和结构体数组。除了这些基本数据类型，MATLAB还有很多其它的数据类型不为人熟悉，这些数据类型在编程中也非常有用。MATLAB高级数据类型系列旨在向大家介绍它们：比如containers.Map， tables，enumeration和time series等等，它们为什么有用，用来解决什么问题，并且怎样在科学工程计算中怎么使用。上篇我们提到了映射表结构（containers.Map ）。本篇将介绍另一中新的MATLAB数据类型--table。

table简介

为什么需要table数据结构

MathWorks在MATLAB R2013b中引入了一种新的数据结构叫做table 。table类似统计 工具箱中的dataset ，其引入的目的就是用来取代dataset的数据类型。因为表状的数据在工程计算中越来越长久，有了table 类型，MATLAB用户就可以不用购买统计工具箱，也能使用表状的数据结构了。 table本质上来说是一种可以存放各种数据类型的容器，比如下面表Table.1中的数据，其中既有字符型，又有数值类型，其中第一行作为表头：Symbol，Name，Market，Cap，IPO， Year是各列的名字。

在conatiners.Map的章节中，我们介绍了MATLAB的基本数据类型（比如数组，原胞数组和结构体）在表达某些复杂数据类型时的局限性。这里不再一一赘述，读者只需要认识到：数组的局限性在于不能用来存放数值以外的数据，而使用元胞读取和索引内容时有种种不方便，比如无法区分该数据中的表头和其余的行数据。事实上，如果数据存放在如下的CSV文件中,并且用importdata 直接读取表Table.2中的CSV文件。

"Symbol","Name","Market Cap","IPO Year"
"AAPL","Apple Inc","$742.63B",1980
"AMZN","Amazon.com Inc","$173.33B",1997
"MSFT","Microsoft Corporation","$346.9B",1986

读入之后数据将会被分成数值和非数值部分：

% 用importdata直接读入CSV文件
>> nasdaq = importdata('nasdaq.csv')
nasdaq =                          % 结果存在struct中
        data: [3x1 double]
    textdata: {4x4 cell}
>> nasdaq.data                    % csv中的数值部分
ans =
        1980
        1997
        1986  
>> nasdaq.textdata                % csv中的字符部分
ans = 
    '"Symbol"'    '"Name"'                   '"Market Cap"'    '"IPO Year"'
    'AAPL'        'Apple Inc'                '$742.63B'        ''          
    'AMZN'        'Amazon.com Inc'           '$173.33B'        ''          
    'MSFT'        'Microsoft Corporation'    '$346.9B'         ''  

显然这不是我们所期待的要导入格式。

通过导入数据构造table对象

沿用表Table.2中nasdaq.csv文件，我们可以使用readtable 函数，构造一个新的table对象，把csv文件中的数据导入到该对象中。readtable函数接受文件名称作为输入，返回一个table对象。

% 通过readtable函数来构造table对象
>> nasdaq = readtable('nasdaq.csv')
Warning: Variable names were modified to make them valid MATLAB identifiers. 
nasdaq =                                                                
    Symbol             Name              MarketCap     IPOYear
    ______    _______________________    __________    _______
    'AAPL'    'Apple Inc'                '$742.63B'    1980   
    'AMZN'    'Amazon.com Inc'           '$173.33B'    1997   
    'MSFT'    'Microsoft Corporation'    '$346.9B'     1986   

注意第2行的warning,因为readtable 函数把nasdaq.csv中的第一行自动变成了这个table的表头，在创建table对象的时候，MATLAB会对做表头的文字做处理，这里把Market Cap和IPO Year两个词中的空格去掉，缩成一个词，这样做是为了方便将来使用dot语法来访问表中的数据。因为MATLAB修改了原来的表头，所以这里给出了warning。

调用table构造函数来构造table对象

我们还可以通过直接调用table类的构造函数来创建table对象 (什么是类的构造函数见参加<>第2.5节，构造函数和类的名称相同)。在containers.Map 的介绍中，我们举了电话号码簿的例子，如表Table.3所示，它是我们这节要构造的table对象的原始数据

下面程序中第1，2行用元胞数组来表示表中每一列的数据，第3行规定了表头的名称，第4行调用table的构造函数创建table对象，先输入数据，再输入表头的名称。表头通过table对象的VariableNames属性来设置。

name={'Abby';'Bob';'Charlie'};                        % 3x1列向量
number={'5086470001';'5086470002';'5086470003'};      % 3x1列向量
colName={'Name','Number'};
phonetable=table(name,number,'VariableNames',colName)    

命令行显示如下

% phonetable在命令行中disp的结果  
phonetable = 
      Name          Number   
    _________    ____________

    'Abby'       '5086470001'
    'Bob'        '5086470002'
    'Charlie'    '5086470003'

第4行把Name和Number做为table对象的VariableNames，可以这样理解VariableNames，我们可以把table看成由一个个列数据组成的数据结构，每列都是矢量，其中存放相同类型的数据。如果一个table有两列，它就有两个列矢量，每个列矢量都是table的一个变量（Variable），给变量名字就是Variable Name。

通过转换函数构造table对象

除了使用table的构造函数来创建table对象，还可以使用转换函数把其它数据类型转成table，下列通过数组数据类型类构造table。下面的程序的1-2行，我们利用financial工具箱中的fetch函数，从Yahoo财经处得到雅虎从3月1日到3月10日的股票价格，fetch函数将返回一个数组，第3行我们利用array2table转换函数把得到数组转成table。

% 通过array2table创建table对象  
conn = yahoo;
array = fetch(conn,'YHOO','3/1/2015','3/10/2015');
yhoo = array2table(array,...
  'VariableNames', {'date','open','high','low','closing','volumn','adjusted'})

第4行中，我们通过VariableName来指定表头的内容,结果显示如下

% yhoo的table在命令行的显示
yhoo = 
     date       open     high      low     closing      volumn      adjusted
  __________    _____    _____    _____    _______    __________    ________
   7.3603e+05    42.57    42.92    42.18    42.68      1.0601e+07    42.68   
   7.3603e+05     43.6    43.93    42.67    42.98      1.1802e+07    42.98   
   7.3603e+05    43.98    44.24     43.4    43.44      1.1888e+07    43.44   
   7.3603e+05    44.18    44.31     43.5    44.16      1.1868e+07    44.16   
   7.3603e+05    42.08    44.38    41.97    43.99      3.0099e+07    43.99   
   7.3603e+05     43.7    43.95    42.42    42.62      2.2392e+07    42.62   
   7.3603e+05    44.06    44.43     43.7    44.11      1.1027e+07    44.11     

访问table中的数据

通过表Table.1所建立的table对象，在命令行中显示如下：

% nasdaq table在命令行中的显示
nasdaq = 
    Symbol             Name              MarketCap     IPOYear
    ______    _______________________    __________    _______

    'AAPL'    'Apple Inc'                '$742.63B'    1980   
    'AMZN'    'Amazon.com Inc'           '$173.33B'    1997   
    'MSFT'    'Microsoft Corporation'    '$346.9B'     1986    

我们可以通过使用dot+Variablename的语法直接访问table中的列，返回的结果是cell格式的数据：

% 使用dot语法访问table中的数据
>> nasdaq.Symbol           % dot格式+变量名的访问方式
ans = 
    'AAPL'
    'AMZN'
    'MSFT'
>> class(nasdaq)           % 返回cell格式的数据
ans =
cell  

table类重载了subsref函数(什么是运算符的重载，参加《MATLAB面向对象编程-从入门到设计模式》12.1节)，于是支持MATLAB传统的圆括号下标访问，如果要访问第一行，则：

% 使用下标语法访问table中的数据
>> nasdaq(1,:)
ans = 
    Symbol       Name        MarketCap     IPOYear
    ______    ___________    __________    _______

    'AAPL'    'Apple Inc'    '$742.63B'    1980     

使用圆括号，返回的结果仍然是table,如果要访问第2到3行，则：

% 使用下标语法访问table中的数据
>> nasdaq(2:3,:)
ans = 
    Symbol             Name              MarketCap     IPOYear
    ______    _______________________    __________    _______

    'AMZN'    'Amazon.com Inc'           '$173.33B'    1997   
    'MSFT'    'Microsoft Corporation'    '$346.9B'     1986     

返回的结果仍然是table。 table数据结构支持MATLAB传统的花括号下标访问，返回的结果是cell格式的数据

 
% 花括号下标访问
>> nasdaq{:,1}   % 花括号下标访问，返回第一列中的数据
ans = 
    'AAPL'
    'AMZN'
    'MSFT' 

还可以把Dot语法和下标语法结合起来获取数据，下例代码访问table第一列的第三行，返回的结果是元胞。

% Dot语法和圆括号下标访问结合
>> nasdaq.Symbol(3)
ans = 
    'MSFT'
>> class(ans)     % 圆括号下标访问，返回结果是元胞 
ans =
cell  

图Figure.1中以表Table.1中的数据为例，总结了几种访问table中不同区域的数据的方法。

Figure.1 访问table中的数据

 

关于作者

oopmatlab，计算物理博士，计算机硕士，《MATLAB面向对象编程-从入门到设计模式》作者，现就职一家科学工程计算公司的任架构组C++软件工程师。业余兴趣包括如何把软件工程中的现代手段，应用到科学和工程计算当中去，来更好的解决复杂的问题。包括如何从整体上设计科学计算程序的结构；如何让程序便于扩展和修改；在改进和开发算法的时候，如何保证程序已有的功能没有收到影响；如何让算法开发和测试系统的建立齐头并进。