MATLAB - 文本格式化

MATLAB - 现代文本格式化

有效的文本格式化对于显示结果、创建报告和构建用户界面至关重要。现代 MATLAB 为此提供了强大而灵活的工具，主要通过 string 数组和 compose 函数，同时也支持传统的 C 风格函数，如 sprintf 和 fprintf。

现代方法：字符串数组和 compose 函数

自 R2016b 版本以来，MATLAB 引入了 string 数据类型（使用双引号 ""），与传统的字符向量（使用单引号 ''）相比，它提供了显著的优势。对于格式化，compose 函数是推荐的现代方法。

% 创建字符串变量
item = "apples";
count = 12;
price = 0.5;

% 使用 compose 创建格式化字符串
message = compose("We have %d %s at $%.2f each.", count, item, price)

message =

    "We have 12 apples at $0.50 each."

compose 函数在处理数组时其强大之处便显而易见：

items = ["apples", "oranges"];
counts = [12, 5];

inventory = compose("- %d %s", counts, items)

inventory =

  2×1 string array

    "- 12 apples"
    "- 5 oranges"

格式说明符

现代和传统格式化函数都使用格式说明符，这是一个以 % 开头并定义值如何转换为文本的字符串。其通用结构是：

%[identifier][flags][width][.precision][subtype]conversion

唯一强制的部分是 % 和 conversion 字符。

关键字段

• conversion：最重要的部分。指定表示法（例如，d 表示十进制整数，f 表示定点浮点数，s 表示字符串，e 表示指数）。
• precision：小数点 (.) 后面的数字。对于浮点数，它是小数位数（例如，%.2f 表示 2 位小数）。对于字符串，它是最大字符数。
• width：输出的最小字符数。如果值较短，则用空格填充（如果使用 0 标志，则用零填充）。
• flags：可选字符，用于修改输出，例如 -（左对齐），+（始终显示符号）和 0（用前导零填充）。

常见转换字符

Specifier	Description
%s	字符向量或字符串
%d	有符号十进制整数
%f	定点浮点数
%e	指数记数法（例如，3.14e+00）
%g	f 或 e 中更紧凑的表示
%%	一个字面意义的百分号 (%)

格式化示例

示例 1：控制精度和宽度

val = pi;

% 默认格式
compose("Value: %f", val)
ans = "Value: 3.141593"

% 两位小数
compose("Value: %.2f", val)
ans = "Value: 3.14"

% 总宽度为 10，用空格填充
compose("Value: |%10.2f|", val)
ans = "Value: |      3.14|"

% 总宽度为 10，左对齐
compose("Value: |%-10.2f|", val)
ans = "Value: |3.14      |"

% 总宽度为 10，用前导零填充
compose("Value: |%010.2f|", val)
ans = "Value: |0000003.14|"

传统格式化函数

虽然新代码推荐使用 compose，但您会经常遇到旧函数。它们仍然得到完全支持并且非常有用。

sprintf：将数据格式化为字符向量

sprintf 的工作方式与 compose 类似，但返回的是字符向量（'...'），而不是字符串。

name = 'Alice';
age = 30;

msg_char_vector = sprintf('User %s is %d years old.', name, age)

msg_char_vector =

    'User Alice is 30 years old.'

fprintf：格式化并将数据打印到屏幕或文件

fprintf 应用格式并将结果直接打印到命令窗口或指定的文件 ID。它不返回包含字符串的变量。

% 打印到命令窗口
fprintf('Processing file %d of %d...\n', 5, 100)
Processing file 5 of 100...

% 打印到文件
fileID = fopen('log.txt','w');
fprintf(fileID, 'Log entry: System is stable.\n');
fclose(fileID);

num2str：简单的数字到字符串转换

对于不带复杂格式的数字到字符串的基本转换，num2str 是一个直接的选择。

val = 42.126;

% 简单转换
str1 = num2str(val)
str1 = '42.127'

% 带精度控制
str2 = num2str(val, 4)
str2 = '42.13'