5 Cell数组
元胞数组（cell）是MATLAB的一种特殊数据类型。可以将元胞数组看做一种无所不包的通用矩阵，或者叫做广义矩阵。组成元胞数组的元素可以是任何一种数据类型的常数或者常量，每一个元素也可以具有不同的尺寸和内存占用空间，每一个元素的内容也可以完全不同。和一般的数值矩阵一样，元胞数组的内存空间也是动态分配的。图3-3是元胞数组的结构示意图，表示的是一个2´3的元胞数组。元胞数组的第1行包括了无符号整数、字符串数组和一个复数数组，第2行包括了其他3种类型的数组，其中最后一个是另外的元胞数组的嵌套。
图3-3元胞数组结构示意图
和数值数组一样，元胞数组的维数不受限制，元胞数组可以是一维的、二维的，也可以是多维的。对元胞数组的元素进行寻访，可以使用“单下标”方式或者“全下标”方式。
结构数组和元胞数组有着非常相似的功能，但是二者又有所区别，具体比较如下。
结构数组和元胞数组在使用目的上类似，都是提供一种存储混合格式数据的方法。二者最大的区别在于：结构数组存储数据的容器称做“域”，而元胞数组是通过数字下标索引来进行访问的。
结构数组经常用于重要数据的组织存储。而元胞数组因为采用数字下标，所以经常在循环控制流中使用。元胞数组还常被用来存储不同长度的字符串。
在实际应用中，二者一般可以随意选择，多数情况下无论选用其中哪一种类型都可以达到目的，用户可以根据自己的习惯和实际应用来决定。
5.1 Cell数组的创建
组成元胞数组的数据可以是任意类型的数据，所以在创建元胞数组之前需要创建相应的数据。本小节结合具体的实例介绍创建元胞数组的方法。
在表现形式上，元胞数组和一般矩阵一样，元胞数组的尺寸也必须是长方形的。一般矩阵的创建使用中括号" [ ]"，而元胞数组使用的是花括号"{ }"。元胞数组的创建方式同矩阵的创建方式类似，只需要将中括号" [ ]"替换为花括号"{ }"即可。在元胞数组创建的过程中使用逗号或者空格来分隔元素，使用分号来分行。
【例3-21】 创建元胞数组示例。
>> A = {[1 4 3; 0 5 8; 7 2 9], 'Anne Smith'; 3+7i, -pi:pi/4:pi};
>> A
A =
[3x3 double] 'Anne Smith'
[3.0000 + 7.0000i] [1x9 double]
本例中元胞数组A的第一个元素是一个数值矩阵，矩阵的输入只需要使用正常的中括号" [ ]"即可。而第一行第二列字符串也是正常使用单引号即可。
【例3-22】 嵌套元胞数组创建示例。
（1）直接创建嵌套元胞数组，只需要将内层和外层的元胞数组都用花括号括起来即可。
>> header = {'Name', 'Age', 'Pulse/Temp/BP'}; % 元胞数组的创建
>> records(1,:) = {'Kelly', 49, {58, 98.3, [103, 72]}};% 嵌套元胞数组的创建
>> header, records
header =
'Name' 'Age' 'Pulse/Temp/BP'
records =
'Kelly' [49] {1x3 cell}
（2）通过分步来创建元胞数组则更加清楚明了。
>> vitalsigns = {60, 98.4, [105, 75]};
>> records(1,:) = {'Kelly', 49, vitalsigns}
% 将元胞数组vitalsigns嵌套进records
records =
'Kelly' [49] {1x3 cell}
【例3-23】 依次创建元胞数组示例。
用户还可以通过每次创建一个元胞的方式，依次创建元胞数组，MATLAB会根据表达式依次对原有的元胞数组进行扩展，从而建立新的元胞数组。例如：
>> A(1,1) = {[1 4 3; 0 5 8; 7 2 9]};
>> A(1,2) = {'Anne Smith'};
>> A(2,1) = {3+7i};
>> A(2,2) = {-pi:pi/4:pi};
如果用户对超出数组尺寸的元胞进行赋值，那么MATLAB就会自动扩展至新的尺寸，以将新赋的值包括进来。例如将上面的A由2´2扩展为3´3，可以使用如下命令：
>> A(3,3) = {5};
扩展之后的元胞数组A示意图如图3-4所示。
图3-4元胞数组A示意图
除了上面所讲的方法之外，MATLAB还提供了一个专门的函数来建立元胞数组，即cell函数。cell函数用于创建一维、二维或者多维空元胞数组。
【例3-24】 创建空元胞数组示例。
>> a=cell(1)
a =
{[]}
>> b=cell(3,3)
b =
[] [] []
[] [] []
[] [] []
>> c=cell(2,2,2)
c(:,:,1) =
[] []
[] []
c(:,:,2) =
[] []
[] []
>> whos
Name Size Bytes Class Attributes
a 1x1 8 cell
b 3x3 72 cell
c 2x2x2 64 cell
使用cell函数创建空元胞数组的主要目的，是为数组预先分配连续的存储空间，节约内存占用，提高执行的效率。
5.2 Cell数组的寻访
元胞数组的寻访和一般数组的寻访类似，但是情况更为复杂。
对于二维数组A来说，A(2,4)表示的就是数组第2行第4列上的元素。但是对域元胞数组来说就不这么简单了。在元胞数组中，元胞和元胞里的内容是两个不同范畴的东西。因此，寻访元胞和元胞中的内容是两种不同的操作。为寻访不同的内容MATLAB设计了两种不同寻访的方法：“元胞外标识（cell indexing）”和“元胞内编址（Content addressing）”。
以元胞数组A为例，A(2,4)指的是元胞数组中的第2行第4列的元胞元素，而A{2,4}指的则是元胞数组中的第2行第4列的元胞内容。注意：这两种方式的区别仅在于使用的括号不同。
【例3-25】 元胞数组的寻访示例。
>> a={20,'matlab';ones(2,3),1:3}
a =
[ 20] 'matlab'
[2x3 double] [1x3 double]
>> str=a{1,2} % 返回字符型数组str，a{1,2}表示对应元胞的内容
str =
matlab
>> class(str) % 查看变量str的数据类型，结果确为字符型
ans =
char
>> str2=a(1,2) % a(1,2)表示元胞数组中的一个元胞
str2 =
'matlab'
>> class(str2) % 查看变量str2的数据类型，结果为元胞数组
ans =
cell
