lec 03. matlab data types

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MATLAB Data Types

김 탁 은[email protected]

1

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MATLAB Data Types

2

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Numeric Data Types

default numeric data type은 double

• 데이터 타입 확인은 >> class(A)• 데이터 타입 별 min/max 값은 정수의 경우 intmin() / intmax(), 실수의 경우

realmin() / realmax()

Data Type Size (bytes) Min Maxint8 1 -128 128

int16 2 -32768 32767

int32 4 -2147483648 2147483647

uint8 1 0 255

uint16 2 0 65535

uint32 4 0 4294967295

single 4 1.1755e-38 3.4028e+38

double 8 2.2251e-308 1.7977e+308

3

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Numeric Data Type간 변환

변환하고자 하는 데이터 타입의 이름을 함수처럼 사용하여, 행렬을 매개변수로주면 됨

주의할 점• 데이터 범위가 더 넓은 데이터 타입에서 데이터 범위가 좁은 데이터 타입으로 변환 시,

데이터 손실이 있을 수 있음.• eg) A = uint32(257)와 B = int8(A)는 서로 다른 값

>> A = rand(5,3);

>> sA = single(A)

>> ui8 = uint8(A)

>> ui16 = uint16(sA)

>> double(ui16)

>> …

4

MATLAB Programming

Numeric Data Type 변환 하는 이유?

1. 매우 큰 배열을 만들 때, 메모리를 절약하기 위해

2. 크기가 큰 여러 배열들 간의 연산 시, 계산 속도를 빨리 하기 위해

>> clear all; clc;

% double 타입의 1000 x 1000 행렬생성>> dA = rand(1000,1000);>> class(dA)ans =

double

% double 타입행렬을 single 타입으로변환>> sA = single(dA);>> class(sA)ans =

single

% 두배열이차지하는메모리공간확인

>> whosName Size Bytes Class Attributes

dA 1000x1000 8000000 double sA 1000x1000 4000000 single

5

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문자열

문자열은 작은 따옴표로 나타냄

두 문자열의 합성

• 문자열은 1 x n 배열로 취급됨

• 따라서 두 문자열의 합성은 두 1 x n 배열의 합성 방법과 동일

• 대부분의 경우 두 문자열의 길이가 서로 다르므로, [x; y] 와 같이 문자열을 합성하려고

하면 에러가 남

>> x = ‘hello world’x =

hello world

>> x = ‘hello ’>> y = ‘world’>> z = [x y]z =hello world

6

MATLAB Programming

문자열

문자열의 길이

문자열 배열 생성 방법 I

• 각 문자의 길이가 동일하도록 spacebar로 맞춰준다.

>> length(z)ans =

11

>> A = [‘apple’; ‘orange’]Error using vertcatDimensions of matrices being concatenated are not consistent.

>> A = ['apple '; 'orange']A =apple orange

7

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문자열

문자열 배열 생성 방법 II

문자열 배열에서 각 문자열 접근 방법

>> a = 'apple';>> b = 'orange';>> c = 'bananas';>> abc = char(a,b,c)

abc =

apple orange bananas

>> abc( 1, : )ans =

apple

>> abc( 2, : )ans =

orange

>> abc( 3, : )ans =

bananas

8

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Cell 데이터 타입

숫자 10과 문자 ‘Hello World’를 동시에 한 배열에 저장할 수 있을까?

Cell array는 서로 다른 타입의 데이터들을 한 곳에 저장 가능

>> [10 'Hello World']ans =

Hello World

실패!!의도와전혀다른예상치못한결과

>> A{1,1} = 10A =

[10]

>> A{1,2} = 'hello world'A =

[10] 'hello world'

올바른결과

9

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Cell() 함수 이용하여 Cell 데이터 생성

Cell 데이터 시각화• 각 셀에 어떠한 타입의 데이터가 있는지 보여줌

>> A = cell(1,2)A =

[] []

>> A{1,1} = 10

A = [10] []

>> A{1,2} = 'hello world'

A = [10] 'hello world'

1 x 2 크기의 cell 배열생성

• 배열원소접근방법과동일• []이아니라 {}임을주의

>> cellplot(A, ‘legend’)

10

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Cell 안에 Cell 넣기

Cell 안에 Cell의 원소 접근하기

>> C = { [1 2], ‘hello’ ; ‘world’, [3, 4] }

C = [1x2 double] 'hello' 'world' [1x2 double]

>> D = {C, 'kaist'; 'academy', 2014}

D = {2x2 cell} 'kaist''academy' [2014]

>> cellplot(D, ‘legend’)

% “hello” 원소에접근하기

>> D{1,1}{1,2}

% [1 2] 배열의원소접근하기

>> D{1,1}{1,1}(1)

11

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Cell에 문자열 저장하기

>> C = cell(1,3)

C = [] [] []

>> C{1} = 'Seoul'

C = 'Seoul' [] []

>> C{2} = 'Daejeon'

C = 'Seoul' 'Daejeon' []

>> C{3} = 'Busan'

C = 'Seoul' 'Daejeon' 'Busan‘

>> cellplot(C)

문자열저장하기 문자열가져오기

>> >> C{1}

ans =Seoul

>> C{2}

ans =Daejeon

>> C{3}

ans =Busan

12

MATLAB Programming

Quiz

문제 7) 다음과 같은 원소들로 구성된 2 x 2 Cell 배열을 만들어 봅시다.

[1 2] ′KA𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼′2 + 3𝑖𝑖 5

13

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struct (구조체) 데이터 타입

예) 학사 데이터• 성명: 홍길동• 학번: 20010132• 학점: 3.9

서로 연관 있는 데이터들을 하나의 묶음으로 관리할 수 있도록 하는데이터 타입• 성명, 학번, 학점 등의 데이터는 서로 연관성이 있으므로, 이를 묶어서관리하는 것이 편리함

Cell과 비슷하게 서로 다른 타입의 데이터들을 저장 가능

Cell과 다르게 각 데이터들은 인덱스가 아니라 이름으로 접근• 성명, 학번, 학점 등

C/C++의 struct와 동일한 개념

C{1,1} = ‘홍길동’C{2,1} = 20010132C{3,1} = 3.9

Cell로관리하는것이편리할까?

14

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struct 데이터 타입

struct 데이터 생성

struct의 각 field 접근

>> s = struct('name', '홍길동', 'id', 20010132, 'gpa', 3.9)

s = name: '홍길동'id: 20010132

gpa: 3.9000

>> s.name

ans =

홍길동

>> s.id

ans =

20010132

>> s.gpa

ans =

3.9000

>> s = struct;>> s.name = '홍길동';>> s.id = 20010132;>> s.gpa = 3.9;>> s

s =

name: '홍길동'id: 20010132

gpa: 3.9000

또는

빈구조체정의

각필드정의

15

MATLAB Programming

struct 데이터 타입

struct의 각 field 값 변경

기존 struct에 새로운 field 추가

>> s.name = '홍길도'

s = name: '홍길도'id: 20010132

gpa: 3.9000

>> s.id = 140001

s = name: '홍길도'id: 140001

gpa: 3.9000

>> s.gpa = 4.3

s = name: '홍길도'id: 140001

gpa: 4.3000

>> s.major = 'Computer Science'

s = name: '홍길도'

id: 140001gpa: 4.3000

major: 'Computer Science' 새로추가된필드

16

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struct 데이터 생성

다양한 타입의 데이터로 구성 가능

>> a = struct;>> a.city = '서울';>> a.temperature = [0 -3 -5 -7 -1 0 1];>> a.wind = {'북서풍', '약함'}

a =

city: '서울'temperature: [0 -3 -5 -7 -1 0 1]

wind: {'북서풍' '약함'}

>> a.info = struct('pressure', [1013.2 1013.5],'time', [9 10 11]);

>> a

a =

city: '서울'temperatures: [0 -3 -5 -7 2 1]

wind: {'북서풍' '약함'}info: [1x1 struct]

>> a.info

ans = pressure: [1.0132e+03 1.0135e+03]

time: [9 10 11]

구조체내에구조체저장

17

MATLAB Programming

구조체 배열 (struct array)

동일한 구조체들의 나열

구조체 배열 생성 및 각 배열 원소에 접근

>> a = struct;>> a.city = '서울';>> a.temperature = [0 -3 -5 -7 -1 0 1];>> a.wind = {'북서풍', '약함'};

a = city: '서울'

temperature: [0 -3 -5 -7 -1 0 1]wind: {'북서풍' '약함'}

>> weather(10) = a

weather =

1x10 struct array with fields:

citytemperaturewind

>> weather(10)ans =



>> weather(3)ans =

city: []temperature: []

wind: []

>> weather(10).city

ans =서울

>> weather(10).temperature(4)

ans =-7

18

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구조체 배열

구조체 배열 생성 방법 II• 어느 한 필드라도 그 값이 cell array로 정의되면, 모든 필드의 값들도 똑같은

size의 cell array가 된다.

>> weather = struct(‘city’, {‘서울’, ‘대전’, ‘부산‘}, …‘temp’, {-5, 1, 3}, …‘time’, 13)

weather =


citytemptime

>> weather(1)

ans = city: '서울'temp: -5time: 13

>> weather(2)

ans = city: '대전'temp: 1time: 13

>> weather(3)

ans = city: '부산'temp: 3time: 13

19

MATLAB Programming

구조체 배열

구조체 배열 생성 방법 II• 어느 한 필드라도 그 값이 cell array로 정의되면, 모든 필드의 값들도 똑같은 size의 cell

array가 된다.

• cell의 각각 원소가 하나씩 뽑혀져 구조체를 생성하고, 그 구조체가 순서대로 모여구조체 배열을 이룸

>> weather = struct(‘city’, {‘서울’, ‘대전’, ‘부산‘}, …‘temp’, {-5, 1, 3}, …‘time’, 13)

weather =


citytemptime

>> weather(1)

ans = city: '서울'temp: -5time: 13

>> weather(2)

ans = city: '대전'temp: 1time: 13

>> weather(3)

ans = city: '부산'temp: 3time: 13 20

MATLAB Programming

구조체 배열

구조체 배열 생성 방법 II

• 서로 다른 필드에서 cell size가 동일하지 않으면?

>> weather = struct(‘city’, {‘서울’, ‘대전’, ‘부산‘}, …‘temp’, {-5, 1}, …‘time’, 13)

Error using structArray dimensions of input '4' must match those of input '2', or be scalar.

1 x 3 cell array

1 x 2 cell array

21

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구조체 배열

빈 구조체 배열 생성 방법 III

• 한 field에 빈 cell을 생성하면, 해당 cell 크기와 동일한 크기의 구조체 배열생성

>> weather = struct('city', cell(1,5), 'temp', [], 'time', [])

weather =


citytemptime

>> weather(1)

ans =

city: []temp: []time: []

1 x 5 cell array

22

MATLAB Programming

struct 데이터 생성시 주의할 점

두 결과가 왜 다른가?


a =



>> a = struct('city', '서울', 'temperatures',[0 -3 -5 -7 2 1], 'wind', {'북서풍', '약함'})

a =


citytemperatureswind

>> a(1)

ans =


wind: '북서풍'

>> a(2)

ans =


wind: '약함'

≠

23

MATLAB Programming

struct 데이터 생성시 주의할 점

두 결과를 같게 만드려면?• cell array를 제외한 필드를 먼저 생성하고, cell array를 위한 필드를 추가


a =



>> a = struct('city', '서울', 'temperatures',[0 -3 -5 -7 2 1]);

>> a.wind = {'북서풍', '약함'}

a =



≡

24

MATLAB Programming

Quiz

아래와 같이 학적에 관한 구조체를 생성해봅시다.

student

student(1)

.name

“김철수”

.id

20130142

.gpa

.semester

봄학기

.score

[3.4 3.5 3.9 4.1]

student(2)

.name

“이민수”

.id

20130562

.gpa

.semester

봄학기

.score

[3.5 3.1 3.9 3.6]

25

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Quiz Sol.

아래와 같이 학적에 관한 구조체를 생성해봅시다.student

student(1)

.name

“김철수”

.id

20130142

.gpa

.semester

봄학기

.score

[3.4 3.5 3.9 4.1]

student(2)

.name

“이민수”

.id

20130562

.gpa

.semester

봄학기

.score

[3.5 3.1 3.9 3.6]

>> students = struct('name', {'김철수', '이민수'}, 'id', {20130142, 20130562}, 'gpa', struct())

>> students(1).gpa.semester = '봄학기‘

>> students(1).gpa.score = [3.4 3.5 3.9 4.1]

>> students(2).gpa.semester = '봄학기‘

>> students(2).gpa.score = [3.5 3.1 3.9 3.6]26

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여러 필드에 동시에 접근하기

앞의 Quiz에서 생성한 students 구조체 배열에서, 모든 학생들의 이름을 얻어오고 싶을 때

• 방법 I. students 배열의 길이만큼 변수를 적어준다.

• 방법 II. 동일한 길이의 좌변 (LHS) 배열에 할당해준다.

>> [n1, n2] = students.name

n1 =김철수

n2 =이민수

>> z = cell( length(students), 1 )>> [z{:}] = students.name

>> z(1)

ans = '김철수'

>> z(2)

ans = '이민수' 27

MATLAB Programming

구조체 필드 삭제, 이름 얻어오기

필드 삭제 : rmfield

구조체의 필드 이름 얻어오기

>> students = rmfield(students, 'gpa')

students =


nameid

>> fieldnames(students)

ans =

'name''id'

28

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구조체 필드 정렬

orderfields 함수

• 구조체 배열의 field를 정렬

• snew = orderfields( sold )

구조체/구조체 배열 sold의 field를 사전 순서대로 정렬

• snew = orderfields( sold , c )

구조체/구조체 배열을 cell c에 적힌 fieldname 순으로

정렬

• snew = orderfields( sold , perm )

구조체/구조체 배열을 perm 순서대로 정렬

• [snew , perm] = orderfields( … )

field를 각 정렬 방법에 따라 정렬하고, 정렬된 구조체

snew와 필드의 정렬 순서를 함께 리턴

>> sold = struct('b', 2, 'c', 3, 'a', 1)

sold = b: 2c: 3a: 1

>> snew = orderfields(sold)

snew = a: 1b: 2c: 3

>> snew = orderfields(sold, {'a', 'c', 'b'})

snew = a: 1c: 3b: 2

>> snew = orderfields(sold, [3 2 1])

snew = a: 1c: 3b: 2

>> [snew, perm] = orderfields(sold)

snew = a: 1b: 2c: 3

perm =312 29

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구조체의 is* 함수

isfield

• 구조체의 field가 맞으면 true, 아니면 false 리턴

• TF = isfield( s, fieldname )

isstruct

• 구조체가 맞으면 true, 아니면 false 리턴

• TF = isstruct( s )

>> s = struct('one',1,'two',2)

s = one: 1two: 2

>> fields = isfield(s,{'two','pi','One',3.14})

fields =1 0 0 0

>> isstruct(struct('name', 1))

ans =1

>> isstruct({1, 2, 'hi'})

ans =0

30

MATLAB Programming

cell 데이터를 struct 데이터로 변환

cell2struct

• S = cell2struct( C, FIELDS, DIM )

• cell 배열 C를 구조체 S로 변환

• FIELDS 는 구조체 S로 변환되었을 때 field 이름

• size(C, dim) 은 FIELDS 에 기술된 field 이름의 개수와 동일해야 함

>> c = {'tree',37.4,'birch'}

c =

'tree' [37.4000] 'birch'

>> f = {'category','height','name'}

f =

'category' 'height' 'name'

>> s = cell2struct(c,f,2)

s =

category: 'tree'height: 37.4000

name: 'birch'

31

MATLAB Programming

cell 데이터를 struct 배열 데이터로 변환

cell2struct

• S = cell2struct( C, FIELDS, DIM )

>> c = {'jisung park' 185 'korea'; 'bumgun cha', 182, 'korea'}

c = 'jisung park' [185] 'korea''bumgun cha' [182] 'korea'

>> f = {'name' 'height' 'nationality'}

f = 'name' 'height' 'nationality'

>> s = cell2struct(c, f, 2)

s =


nameheightnationality

>> s(1)

ans =

name: 'jisung park'height: 185

nationality: 'korea'

>> s(2)

ans =

name: 'bumgun cha'height: 182

nationality: 'korea'

32

MATLAB Programming

struct 데이터를 cell 데이터로 변환

struct2cell

• C = struct2cell( S )

• P개의 field를 가진 M x N 구조체 배열을 P x M x N cell 배열로 변환

• 구조체 배열이 1차원인 경우, P x size(S) cell 배열로 변환

>> s2 = struct;>> s2.cateogry = 'tree';>> s2.height = 37.4;>> s2.name = 'birch';>> s2

s2 =

cateogry: 'tree'height: 37.4000name: 'birch'

>> c = struct2cell(s2)

c = 'tree' [37.4000]'birch'

>> f = fieldnames(s2)

f = 'cateogry''height''name'

33

MATLAB Programming

struct 배열을 cell 배열로 변환

struct2cell


>> struct2cell(s)

ans =

'jisung park' 'bumgun cha'[ 185] [ 182]'korea' 'korea'

>> f = fieldnames(s)

f =

'name''height''nationality'

34

MATLAB Programming

struct 배열을 cell 배열로 변환

struct2cell


• 3개의 field를 가진 2 x 2 구조체 배열을 3 x 2 x 2 cell 배열로

변환하는 예

>> sr = repmat(s, 1, 2)

sr =


nameheightnationality

>> c = struct2cell(sr)

c(:,:,1) =


c(:,:,2) =


35

lec 03. matlab data types

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