在编程实践中，仅仅只靠浮点数数组还是不够的，我们还需要其他更灵活的数据结构（运行效率也会更慢），最常见的数据结构是元胞数组和结构体数组。

元胞数组

元胞数组是一种包含名为cell的索引数据容器的数据类型，其中的每个cell都可以包含任意类型的数据。 元胞数组可以包含文本列表、文本和数字的组合或者不同大小的矩阵等，通常用于打包一组矩阵或多组矩阵。 通过将索引括在圆括号()中可以引用cell，使用花括号{}进行索引来直接访问cell的内容，两者区别见下文。

元胞数组的创建方式如下，元胞数组通常使用二维的结构，m行n列，每一个元素是一个矩阵或其他对象，元胞数组也支持多维的定义和操作。 

1
2
3
C1 = {}; % 空的元胞数组
C2 = {1,2,3;
     'text',rand(5,10,2),{11; 22; 33}} % 2*3的元胞数组

还可以定义指定尺寸的，每一个元素均为空矩阵的元胞数组：

  • C = cell(n)，返回由空矩阵构成的\(n\times n\)元胞数组。
  • C = cell(s1,...,sn) 返回由空矩阵构成的 \(s_1 \times \dots \times s_n\) 元胞数组。例如，cell(2,3) 返回一个 \(2\times 3\) 元胞数组。
  • C = cell(a) 返回由空矩阵构成的元胞数组，并由行向量a来定义尺寸，例如，cell([2 3])返回一个 \(2\times 3\) 元胞数组。（使用列向量是非法操作）

元胞数组和普通矩阵一样，可以在赋值的同时直接进行扩充，并且与矩阵不同，元胞数组支持不同的数据组成cell 

1
2
3
4
5
C = {'2017-08-16',[56 67 78]}; % size 1*2

% append
C(2,:) = {'2017-08-17',[58 69 79]}; % size 2*2
C(3,:) = {'2017-08-18',[60 68 81]}; % size 3*2

此时()和{}索引得到的结果是不同的 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
>> C(1,1)
ans =
  1×1 cell array
    {'2017-08-16'}
>> C{1,1}
ans =
    '2017-08-16'

>> C(1,2)
ans =
  1×1 cell array
    {[56 67 78]}
>> C{1,2}
ans =
    56    67    78

前者仍然是一个\(1\times 1\)的元胞数组，后者得到的则是实际的矩阵或字符串。

基于花括号{}索引获取分量或矩阵之后，就可以直接赋值和修改了，略。

结构体数组

虽然MATLAB官方将其称为结构体数组，但是实际上不管是从使用还是实现的角度，将其称为字典都更合适。在C++的语境中，结构体约等于自定义类型，而对于MATLAB，自定义类型和结构体数组是截然不同的。

结构体数组（struct）是 MATLAB 中一种非常灵活的具名数据类型，可以将不同类型的数据直接组合在一起，每个字段具有名称，可以包含不同类型和大小的数据，结构体数组使得组织和管理复杂数据更加方便。

结构体数组的使用非常灵活，可以使用点符号直接创建 

1
2
3
4
5
% 此前person未定义
% 创建一个结构体数组并添加字段
person.name = 'John Doe';
person.age = 30;
person.height = 1.75;

注意：这里person变量尚未定义，这个语法糖导致我们可能无意之间写出错误的语句——创建了一个新的结构体数组， 而非对已有的结构体数组操作，这个错误还很难检查。

我们还可以使用struct函数创建，一次性添加多个字段以及对应的数据 

1
person = struct('name', 'Jane Doe', 'age', 28, 'height', 1.65);

结构体数组并没有明确完整的创建过程，我们可以在任何时间自由地向结构体数组中添加字段，或对现有字段进行访问和修改。 每一个结构体数组都是完全独立的，对于这个结构体数组可以有（或者必须有）哪些字段没有任何要求 

1
2
3
disp(person.name); % 输出：John Doe
disp(person.age); % 输出：30
disp(person.height); % 输出：1.75

尝试访问不存在的字段会导致错误。

我们可以使用内置函数isfield来检查结构体数组是否具有某个字段 

1
2
3
% 检查字段
hasAge = isfield(person, 'age'); % 返回 true
hasHeight = isfield(person, 'height'); % 返回 false

我们可以使用内置函数rmfield来移除结构体数组的字段，需要用返回值重新赋值 

1
2
3
4
5
% 删除字段
person = rmfield(person, 'height');

% 尝试访问已删除的字段将会导致错误
% disp(person.height); % 错误

使用内置函数filedsname可以基于结构体数组的所有字段名，创建为一个\(n \times 1\)的元胞数组，例如 

1
2
3
4
5
6
>> fieldnames(person);
ans =
  3×1 cell array
    {'name'  }
    {'age'   }
    {'height'}

与之对应的是，使用内置函数struct2cell可以基于结构体数组所有字段的值，创建为一个\(n \times 1\)的元胞数组，例如 

1
2
3
4
5
6
>> struct2cell(person)
ans =
  3×1 cell array
    {'Jane Doe'}
    {[      28]}
    {[  1.6500]}

使用内置函数cell2struct可以通过存储字段名和值的元胞数组，创建对应的结构体数组 

1
2
3
4
5
6
7
cellArray = {'John Doe', 30, 1.75};
fieldNames = {'name', 'age', 'height'};

% 将单元数组转换为结构体数组
person = cell2struct(cellArray, fieldNames, 2);

disp(person);

需要注明的是，第三个参数是创建结构体数组所使用的维度，1代表使用的是列维度，这里使用的2代表行维度。

不同的结构体数组也可以进一步组成数组，结构体数组还可以相互嵌套，略。

从上面的介绍可以看出，结构体数组实际上就是一个键为字符串的字典，语法非常灵活，易与后文中的面向对象的语法产生冲突，因此决定尽量避免使用结构体数组，转而使用更安全的面向对象的语法！