آرایه در متلب چیست؟ | با آرایه ها در متلب سریعتر برنامه نویسی کنید❤️

در دنیای قدرتمند نرم افزار متلب، آرایه‌ها حکم بلوک‌های ساختمانی را دارند. که این بلوک ها ستون‌های اصلی پردازش داده، سازماندهی اطلاعات و انجام محاسبات پیچیده را تشکیل می‌دهند. در این مقاله، سعی داریم تا به طور کامل همراه با مثال آرایه‌ها در متلب توصیح دهیم و با اهمیت، کاربرد و نحوه کار آرایه در متلب و انواع آرایه در متلب آشنا می‌شویم.

آرایه در متلب چیست؟

آرایه‌ها یکی از مهم‌ترین واحدهای داده در متلب هستند. در واقع، هسته اصلی زبان برنامه‌نویسی متلب بر پایه آرایه‌ها درست شده است. به همین دلیل، یادگیری مفاهیم پایه ای مربوط به آرایه‌ها برای تسلط بر متلب خیلی مهم است.

در این مقاله، به بررسی جامع آرایه‌ها در متلب می‌پردازیم.

مقالات دیگر » روش های تبدیل double به unit8 در متلب

تعریف مختصر آرایه

یک آرایه مجموعه‌ای از عناصر هم‌نوع است که در ساختاری منظم ذخیره شده‌اند. هر عنصر در آرایه با یک شاخص یا ایندکس منحصر به فرد مشخص می‌شود. به این ترتیب، می‌توان به هر عنصر از آرایه با استفاده از شاخص آن دسترسی داشت و یا آن را تغییر داد.

معرفی انواع آرایه

در متلب، انواع مختلفی از آرایه‌ها وجود دارد که متداول‌ترین آنها عبارتند از:

• بردار: آرایه‌ای یک‌بعدی که می‌تواند شامل عناصر سطری یا ستونی باشد.
• ماتریس: آرایه‌ای دو بعدی که از سطر و ستون تشکیل شده است.
• آرایه چندبعدی: آرایه‌ای با سه بعد یا بیشتر.
• آرایه سلولی: آرایه‌ای که می‌تواند شامل عناصر با انواع مختلف داده‌ای باشد، مانند اعداد، رشته‌ها و ماتریس‌ها.

نحوه تعریف آرایه

برای تعریف آرایه در متلب، از روش‌های مختلفی می‌توان استفاده کرد. رایج‌ترین روش‌ها عبارتند از:

استفاده از براکت‌های مربعی:

array_name = [element1, element2, ..., elementN];

استفاده از تابع ones یا zeros برای ایجاد آرایه‌ای با مقادیر ثابت:

array_name = ones(m, n); % ایجاد ماتریس m × n با مقادیر 1
array_name = zeros(5, 1); % ایجاد بردار 5 × 1 با مقادیر 0

استفاده از تابع linspace برای ایجاد آرایه‌ای با مقادیر دلخواه در یک بازه مشخص:

array_name = linspace(start_value, end_value, n);

نحوه دسترسی به عناصر آرایه

برای دسترسی به یک عنصر خاص از آرایه، از شاخص آن عنصر استفاده می‌شود. شاخص‌ها از 1 شروع می‌شوند و می‌توانند مقادیر مثبت یا منفی داشته باشند. برای مثال، برای دسترسی به عنصر سوم یک بردار با نام array_name، از کد زیر استفاده می‌شود:

element = array_name(3);

همچنین می‌توان از بازه شاخص‌ها برای دسترسی به چندین عنصر از آرایه به طور همزمان استفاده کرد. برای مثال، کد زیر عناصر 2 تا 5 بردار array_name را در یک متغیر جدید با نام sub_array ذخیره می‌کند:

sub_array = array_name(2:5);

عملیات روی آرایه‌ها

متلب از مجموعه گسترده‌ای از توابع و عملگرها برای انجام عملیات مختلف روی آرایه‌ها پشتیبانی می‌کند، از جمله:

• عملیات حسابی (مانند جمع، تفریق، ضرب و تقسیم)
• عملیات مقایسه‌ای (مانند مساوی، بزرگتر، کوچکتر و غیره)
• توابع آماری (مانند میانگین، واریانس، انحراف معیار و غیره)
• توابع مربوط به دسته‌بندی و مرتب‌سازی داده‌ها

کاربردهای آرایه

آرایه‌ها در متلب کاربردهای بسیار متنوعی و مهمی را دارند. که از جمله مهم‌ترین کاربردهای آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ذخیره‌سازی و سازماندهی داده‌ها
• انجام محاسبات ماتریسی
• رسم نمودار و گرافیک
• تجزیه و تحلیل داده‌ها
• پیاده‌سازی الگوریتم‌ها
• مدل‌سازی و شبیه‌سازی

نحوه گرفتن آرایه از کاربر در متلب

در برنامه متلب، روش‌های مختلفی برای دریافت آرایه از کاربر وجود دارد. که در ادامه، به بررسی دو روش پرتکرار آن می‌پردازیم:

1. استفاده از تابع input

تابع input در متلب برای دریافت ورودی از کاربر به صورت رشته متنی استفاده می‌شود. با این حال، با کمی تغییر، می‌توان از آن برای دریافت آرایه نیز استفاده کرد.

نحوه استفاده

از تابع input به همراه یک پیغام برای درخواست ورودی از کاربر استفاده کنید.

ورودی کاربر را در یک متغیر ذخیره کنید.

از توابع str2num یا textscan برای تبدیل رشته ورودی به آرایه عددی استفاده کنید.

مثال:

درخواست ورودی از کاربر برای اعداد جدا شده با کاما

prompt = 'Enter 5 numbers separated by commas: ';

numbers_str = input(prompt);

% تبدیل رشته ورودی به آرایه عددی

numbers_array = str2num(numbers_str);

2. استفاده از رابط کاربری گرافیکی (GUI):

متلب از رابط کاربری گرافیکی (GUI) برای ایجاد فرم‌ها و کادرهای ورودی هم پشتیبانی می‌کند. با استفاده از GUI، می‌توانید به طور مستقیم از کاربر بخواهید که مقادیر را در کادرهای مربوطه وارد کند و سپس این مقادیر را در یک آرایه ذخیره کنید.

نحوه استفاده

از تابع uigettext یا uigetnum برای ایجاد فرم یا کادر ورودی و دریافت مقادیر از کاربر استفاده کنید.

مقادیر دریافت شده را در یک آرایه ذخیره کنید.

مثال:

ایجاد فرم برای دریافت 5 عدد

prompt = {'Enter number 1:', 'Enter number 2:', 'Enter number 3:', 'Enter number 4:', 'Enter number 5:'};

titles = 'Input Numbers';

defaultnums = [1, 2, 3, 4, 5];

numbers_array = uigetnum(prompt, titles, defaultnums);

مزایا و معایب

استفاده از تابع input

🟢مزایا: ساده و مختصر

🔴معایب: محدود به ورودی‌های عددی، عدم امکان نمایش توضیحات و راهنمایی برای کاربر

استفاده از GUI

🟢مزایا: امکان نمایش توضیحات و راهنمایی برای کاربر، امکان دریافت انواع مختلف داده‌ها (اعداد، رشته‌ها و غیره)

🔴معایب: پیچیده‌تر از روش قبلی

بیشتر بخوانید» معرفی انواع توابع در متلب

نحوه دسترسی به عناصر آرایه در متلب

در متلب، برای دسترسی به هر عنصر از یک آرایه، از شاخص یا ایندکس آن عنصر استفاده می‌شود. این شاخص‌ها مانند آدرس‌های منحصر به فرد برای هر عنصر کار می‌کنند و به شما این امکان را می‌دهند تا به طور دقیق به آن عنصر مورد نظرتان دسترسی داشته باشید.

فرض کنید برداری با نام array دارید که شامل 5 عدد است. برای دسترسی به هر یک از این 5 عدد، باید از شاخص آن عدد استفاده کنید. شاخص‌ها از 1 شروع می‌شوند و به ترتیب تا تعداد کل عناصر در آرایه ادامه می‌یابند.

🔴مثال:

برای دسترسی به اولین عدد در آرایه array، از شاخص 1 استفاده می‌کنید:

اولین_عدد = array(1);

برای دسترسی به سومین عدد در آرایه array، از شاخص 3 استفاده می‌کنید:

سومین_عدد = array(3);

برای دسترسی به آخرین عدد در آرایه array، می‌توانید از شاخص 5 یا از عبارت end استفاده کنید:

آخرین_عدد = array(5);

آخرین_عدد = array(end);

نکته:

هنگام استفاده از شاخص‌ها، باید حواستان باشد که از محدوده آرایه خارج نشوید. به عنوان مثال، اگر آرایه شما فقط 5 عنصر دارد، نمی‌توانید از شاخص 6 یا بیشتر استفاده کنید.

دسترسی به چند عنصر به طور همزمان

می‌توانید با استفاده از بازه شاخص‌ها، به چند عنصر از آرایه به طور همزمان دسترسی پیدا کنید. به عنوان مثال، برای دسترسی به سه عدد اول در آرایه array، از کد زیر استفاده می‌کنید:

سه_عدد_اول = array(1:3);

در این کد، متغیر سه_عدد_اول شامل اولین، دومین و سومین عنصر در آرایه array خواهد بود.

دسترسی به عناصر در آرایه‌های چندبعدی:

در آرایه‌های چندبعدی، برای دسترسی به هر عنصر باید از چندین شاخص به ترتیب تعداد ابعاد آرایه استفاده کنید. به عنوان مثال، برای دسترسی به عنصر با مختصات (2، 3) در یک ماتریس 2 × 3 با نام matrix، از کد زیر استفاده می‌کنید:

matrix_element = matrix(2, 3);

همچنین در این کد، متغیر matrix_element مقدار عنصر واقع در سطر دوم و ستون سوم ماتریس matrix را در خود ذخیره می‌کند.

آیا یک عدد در متلب نیز آرایه است؟

✅بله، در متلب یک عدد نیز می‌تواند به عنوان یک آرایه اسکالر در نظر گرفته شود.

در نرم افزار متلب، آرایه‌ها ساختارهای داده‌ای هستند که برای ذخیره‌سازی مجموعه‌ای از عناصر هم‌نوع استفاده می‌شوند. این عناصر می‌توانند اعداد، رشته‌ها، ماتریس‌ها یا حتی آرایه‌های دیگر باشند.

ساده‌ترین نوع آرایه، آرایه اسکالر است که فقط شامل یک عنصر می‌باشد. این عنصر می‌تواند هر نوع داده‌ای، از جمله عدد، رشته، ماتریس یا آرایه باشد.

آرایه اسکالر در متلب چیست؟

در بحث پردازش داده با متلب، آرایه‌ها نقش ستون‌های اصلی را ایفا می‌کنند. که به شما امکان می‌دهند تا اطلاعات را به طور منظم و کارآمد ذخیره و سازماندهی کنید، computations پیچیده را انجام دهید و به تحلیل‌های عمیق دست پیدا کنید. در میان تنوع آرایه‌ها در متلب، آرایه اسکالر جایگاهی ویژه دارد.

آرایه اسکالر چیست؟

آرایه اسکالر ساده‌ترین نوع آرایه در متلب است که تنها شامل یک عنصر می‌شود. این عنصر می‌تواند هر نوع داده‌ای، از جمله اعداد، رشته‌ها، ماتریس‌ها یا حتی آرایه‌های دیگر باشد.

تفاوت آرایه اسکالر با دیگر آرایه‌ها:

• تعداد عناصر: آرایه اسکالر فقط یک عنصر دارد، در حالی که آرایه‌های دیگر مانند آرایه برداری یا ماتریسی می‌توانند شامل چندین عنصر باشند.
• ابعاد: آرایه اسکالر بدون بعد است، در حالی که آرایه‌های دیگر می‌توانند یک، دو یا چند بعد داشته باشند.
• کاربرد: آرایه‌های اسکالر اغلب برای ذخیره‌سازی مقادیر واحد، مانند ثابت‌ها یا نتایج محاسبات استفاده می‌شوند، در حالی که آرایه‌های دیگر برای ذخیره‌سازی مجموعه داده‌ها یا ماتریس‌ها کاربرد دارند.

مثال‌هایی از آرایه اسکالر

x = 5; در این مثال، متغیر x مقداد 5 را به عنوان یک عدد صحیح ذخیره می‌کند و به عنوان یک آرایه اسکالر در نظر گرفته می‌شود.

y = ‘سلام’; در این مثال، متغیر y رشته “سلام” را ذخیره می‌کند و به عنوان یک آرایه اسکالر رشته‌ای در نظر گرفته می‌شود.

z = [1 2 3]; در این مثال، متغیر z یک آرایه برداری با سه عنصر را ذخیره می‌کند. با این حال، اگر به هر عنصر این آرایه به طور جداگانه دسترسی پیدا کنیم، هر کدام به عنوان یک آرایه اسکالر در نظر گرفته می‌شوند.

مزایای استفاده از آرایه‌های اسکالر

• سادگی: آرایه‌های اسکالر ساده‌ترین نوع آرایه در متلب هستند و کار با آنها بسیار آسان است.
• کارایی: آرایه‌های اسکالر از نظر حافظه و پردازش کارآمدتر هستند، زیرا فقط شامل یک عنصر هستند.

مقالات دیگر » چگونه در متلب انتگرال بگیریم

کلام آخر

آرایه‌ها یکی از ابزارهای مهم در متلب هستند که به شما امکان می‌دهند داده‌ها را به طور موثر ذخیره، سازماندهی و دستکاری کنید. یادگیری مفاهیم پایه ای مربوط به آرایه‌ها برای تسلط بر متلب و انجام مجموعه زیادی از وظایف مختلف در زمینه‌های مختلف علمی و مهندسی است،ما در این مقاله سعی کردیم تا آرایه در متلب را معرفی کنیم خوشحالیم که این بخش از مقاله همراه ما بودید.