IDL学习：语法基础-数组
目录
1. 创建数组
1.1 直接创建
1. 2 利用函数创建
2. 数组索引
3. 数组操作
3.1 数组的信息
3.2 数组维度变化
3.3 数组的最大值和最小值
3.4 数组方差、均值、标准差、总和运算
3.5 数组元素筛选及重新赋值
3.6 数组元素的排序
3.7 数组间比较
4. 数组运算
4.1 加、减法运算
4.2 乘除运算
IDL 语言支持数组运算，创建、下标与Python一样，可以利用“[]”、函数进行创建，先列标，再行标，序号从0开始。
1. 创建数组
1.1 直接创建
直接创建数组适合数据量少、无规律的数组。
>>a = [1]
>>help,a
A INT = Array[1]
>>b = 1
>>help,b
B INT = 1
>>print,size(a,/Type)2
>>print,size(b,/Type)2分析：加上[]后，类型变为Array，而如果不加上，仅仅是一个数，但从其存储上看，两者没区别，因此，一个数也能视为一个1×1的数组，但对于含有多元素的数组来说，必须加上“[]”
>>c= 2,3
% Keyword C not allowed in call to: PRINT
% Execution halted at: $MAIN$
>>d = [2,3]
>>help,d
D INT = Array[2]创建多维数组，每一行都需要加上[]，没一个二维矩阵也要加上[]，例如，
>>a = [[1,2,3],[3,2,1]]
>>help,a
A INT = Array[3, 2]
>>a1 2 33 2 1
>>a.DIM3 2分析：数组a是一个3列2行的数组，每一行都加上[]，这个与Matlab不同，和python语法一致。
>>b = [[[1,2,3],[3,2,1]],[[0,1,0],[0,2,4]]]
>>help,b
B INT = Array[3, 2, 2]>>b1 2 33 2 10 1 00 2 4
>>>>b.DIM3 2 2分析：数组a是一个3列2行2维度的数组，每一个二维数据都用“[]”括起来。
创建字符串数组，也可以用这种方法。
>>e = ['Hlz','Hulizhen']
>>e
Hlz
Hulizhen
>>help,e
E STRING = Array[2]
>>f = [['Hlz'],['Hulizhen']]
>>f
Hlz
Hulizhen
>>help,f
F STRING = Array[1, 2]分析：e是2列1行的字符串数组，f是1列2行的数组。
1. 2 利用函数创建
这种方式适合数据量大、有规律的数组，常见的函数如下表所示。
| 数据类型 | 创建全0数组 | 创建索引数组 |
|---|---|---|
| Byte 字节 | byteArr() | bindgen() |
| int 整型 16位（2×8） | intarr() | indgen() |
| uint 无符号整型 | uintarr() | uindgen() |
| long 长整型 | lonarr() | lindgen() |
| ulong 无符号长整型 | ulongarr() | ulindgen() |
| long64 64位长整型 | lon64arr() | l64indgen() |
| ulong64 无符号64位长整型 | ulon64arr() | ul64indgen() |
| float 浮点型 | fltarr() | findgen() |
| double float 双精度浮点型 | dblarr() | dindgen() |
| complex 复数 | complexarr() | cindgen() |
| double complex 双精度复数 | dcomplex() | dcindgen() |
| string 字符串 | strarr() | sindgen() |
| ptr_new 指针 | ptrarr() | 无 |
| obj_new 对象 | objarr() |
例如：创建一个4×3（3列4行）的全0整型数组a，可以用intarr()函数。
>>a = Intarr(3,4)
>>a0 0 00 0 00 0 00 0 0例如：创建一个4×3（3列4行）的索引整型数组b，可以用indgen()。
>>b = Indgen(3,4)
>>b0 1 23 4 56 7 89 10 11例如：创建一个2×3×4（2行3列4维）的索引数组c，可以用indgen()。
>>c = Indgen(3,2,4)
>>c0 1 23 4 56 7 89 10 1112 13 1415 16 1718 19 2021 22 23等差数组：可以在索引数组的基础上利用数组运算在创建等差数列数组
>>d =Indgen(3,4)
>>d0 1 23 4 56 7 89 10 11
>>e = d+1
>>e1 2 34 5 67 8 910 11 12
>>f = e*2
>>f2 4 68 10 1214 16 1820 22 24元素相同的数组：可以在全0数组的基础上利用数组运算在创建等差数列数组，也可以利用replicate(Value,d1[,...,d8])
>>g = Intarr(2,3)
>>g0 00 00 0
>>h = g+5
>>h5 55 55 5
>>i = Replicate(5,2,3)
>>i5 55 55 5此外，还可以利用make_array()函数创建，具体用法，此处不具体展开。
语法：Result = MAKE_ARRAY ( [D1[, ..., D8]], DIMENSION=vector, INCREMENT=value, /INDEX, /NOZERO, SIZE=vector, START=value, TYPE=type_code, VALUE=value, /BOOLEAN, /BYTE, /COMPLEX, /DCOMPLEX, /DOUBLE, /FLOAT, /INTEGER, /L64, /LONG, /OBJ, /PTR, /STRING, /UINT, /UL64, /ULONG )
>>j = MAKE_ARRAY(2, 3, /INTEGER, VALUE = 5)
>>j5 55 55 52. 数组索引
IDL语言不同于Matlab，其下标是从0开始计算的，并且多维数组顺序为，列、行、维。
>>a = Indgen(3,2,4)
>>a0 1 23 4 56 7 89 10 1112 13 1415 16 1718 19 2021 22 23
>>a(0,0,0)0
>>a(1,0,0)1
>>a(2,0,0)2
>>a(3,0,0)
% Attempt to subscript A with <INT ( 3)> is out of range.
% Execution halted at: $MAIN$ 分析：为什么 a(3,0,0)报错？因为是下标是从开始，多维的顺序是列、行、维，因此a(3,0,0)不存在。
注意：从IDL8.0开始，支持下标索引为负数，其表示从后往前数，向python看齐了！
>>a = Indgen(4,1)
>>a0 1 2 3
>>a(-1,0)33. 数组操作
3.1 数组的信息
每个数组都有行、列（可能还有维度）元素个数等信息，可以利用size()函数进行获取。
Result = SIZE( Expression [, /L64] [, /DIMENSIONS | , /FILE_LUN | , /FILE_OFFSET | , /N_DIMENSIONS | , /N_ELEMENTS | , /SNAME, | , /STRUCTURE | , /TNAME | , /TYPE] )
返回值：
依次表示：数度个数（一维、二维、……）、列（若不存在则不显示）、行（若不存在则不显示）、第三维（若不存在则不显示）、数据类型代码（int、long、……）、元素个数。
例如：一个数a（type）型，则显示维度个数、数据类型、元素个数
>>a = 1B
>>print,size(a)0 1 1例如：一个3×2的矩阵a（int型），其数组的信息为：
>>a = Indgen(2,3)+1
>>a1 23 45 6
>>print,size(a) ;依次表示：数组类型（一维、二维、……）、列、行、数据类型代码（int、long、……）、元素个数2 2 32 6
>>print,N_elements(a) ;元素个数6
>>print,a.DIM ; 矩阵维度2 3
>>print,Typename(a) ; 数据类型代码，0（不明确）、1（Byte）、2（int）、3（long）……
INT例如：一个2×3的矩阵b（float）型，其数组的信息为：
>>b = [[1.0,2,3],[8,8,9]]
>>b1.0000000 2.0000000 3.00000008.0000000 8.0000000 9.0000000
>>; 数据类型代码4对应的数据类型为float
>>print,Typename(b)
FLOAT
>>print,b.DIM3 2
>>print,b.LENGTH ; 数据的长度6
>>print,size(b)2 3 2 4 6
>>; 分别表示矩阵的维度、列、行、数据类型代码、元素个数例如：一个4×3×5的数组a（int），其数组的信息为：维度个数、列、行、第三维、数据类型代码，元素个数；
>>a = Indgen(3,4,5)
>>a0 1 23 4 56 7 89 10 1112 13 1415 16 1718 19 2021 22 2324 25 2627 28 2930 31 3233 34 3536 37 3839 40 4142 43 4445 46 4748 49 5051 52 5354 55 5657 58 59
>>print,Size(a)3 3 4 5 2 60总结：数度个数（必须有）、列（若不存在则不显示）、行（若不存在则不显示）、第三维（若不存在则不显示）、数据类型代码（必须有）、元素个数（必须有）。
3.2 数组维度变化
（1）选取数据：
可以通过下标进行选取数据，下标从0开始，度数表示反过来数，1
>>a = Indgen(2,4)
>>a0 12 34 56 7
>>a[0:1,2:3]4 56 7
>>a[0:1,-1]6 7
>>a[1,0:-1] ;-1表示最后一个数；1357
>>a[1,0:-2] ;-2表示倒数第二个数135（2）维度调整：
可以通过Reform()函数改变数组的维度信息，先行后列的调整维度。
Result = REFORM( Array, D1[, ..., D8] [, /OVERWRITE] )
>>b = Reform(a,4,2)
>>b0 1 2 34 5 6 7（3）数组扩展
可以用Rebin()函数修改数组大小，修改后的行数、列数是原先行、列的整数倍，默认使用双线性内插的方法。
可以用Congrid()函数修改数组的大小，默认使用最近邻重采样。
可以用Interpolate()函数将数组调整同维度任意大小，并支持定向插值。
>>a = Indgen(2,3)+2
>>a2 34 56 7
>>print,Rebin(a,4,9)2 2 3 32 2 3 33 3 4 44 4 5 54 4 5 55 5 6 66 6 7 76 6 7 76 6 7 7
>>print,Congrid(a,3,4)2 3 32 3 34 5 56 7 73.3 数组的最大值和最小值
最大值函数max()、最小值函数min(),
Result = MAX( Array [, Max_Subscript] [, /ABSOLUTE] [, DIMENSION=value] [, MIN=variable] [, /NAN] [, SUBSCRIPT_MIN=variable])
Result = MIN( Array [, Min_Subscript] [, /ABSOLUTE] [, DIMENSION=value] [, MAX=variable] [, /NAN] [, SUBSCRIPT_MAX=variable])
注：数组中有空值的时候，可以用关键字/Nan,此时空值不计算
3.4 数组方差、均值、标准差、总和运算
方差函数Variance()、均值函数Mean()、标准差Stddev()、求和函数Total()
Result = VARIANCE( X [, DIMENSION=value] [, /DOUBLE] [, /NAN] )
Result = MEAN( X [, DIMENSION=value] [, /DOUBLE] [, /NAN] )
Result = STDDEV( X [, DIMENSION=value] [, /DOUBLE] [, /NAN] )
Result = TOTAL( Array [, Dimension] [, /CUMULATIVE] [, /DOUBLE] [, /INTEGER] [, /NAN] [, /PRESERVE_TYPE] )
3.5 数组元素筛选及重新赋值
利用Eq等于、Lt小于、Gt大于、 LE小于等于、GE大于等于，可以判断符合条件元素对应的索引
>>a = [1,4,6,2,4,7,9,10]
>>a1 4 6 2 4 7 9 10
>>print,a Gt 50 0 1 0 0 1 1 1
>>print,a lE 51 1 0 1 1 0 0 0配合where()函数，可以提取满足条件的元素。
>>a = [1,4,6,2,4,7,9,10]
>>b = where(a Gt 5)
>>b2 5 6 7
>>c = where(a le 5)
>>c0 1 3 4注：A>value、A<value表示将数据中数小于、大于5的数改为5，常用这个方法可以提出负数值。
>>a = [1,4,6,2,4,7,9,10]
>>a1 4 6 2 4 7 9 10
>>print,a>55 5 6 5 5 7 9 10
>>print,a < 51 4 5 2 4 5 5 5
3.6 数组元素的排序
（1）数据反转
Reverse()函数可以实现数据反转
Result = REVERSE( Array [, Subscript_Index] [, /OVERWRITE] )
>>a = Indgen(2,3)+2
>>a2 34 56 7
>>Print,Reverse(a) ;Reverse(a,1)3 25 47 6
>>Print,Reverse(a,2)6 74 52 3（2）数据排序
Sort()函数实现数组元素的排序，返回排序的索引下标
>>a = [[2,8,5],[9,9,5]]
>>a2 8 59 9 5
>>print,Sort(a)0 2 5 1 4 3
>>b = a(Sort(a))
>>b2 5 5 8 9 9注：要实现从大到小排序，可以配合反转函数Reverse()，
>>b = a(Reverse(Sort(a)))
>>b9 9 8 5 5 23.7 数组间比较
Array_equal()函数可以用来比较两个数据是否一样！
Result = ARRAY_EQUAL( Op1 , Op2, /NOT_EQUAL, /NO_TYPECONV, /QUIET )
>>a = [1,4,6,2,4,7,9,10]
>>b = [1,4,6,2,4,7,9,1]
>>Print,Array_equal(a,b)
>>Print,Array_equal(a,a)14. 数组运算
4.1 加、减法运算
（1）加减运算：IDL支持一个数与整个数组中的每个元素相加减，但不支持不同维度的数组相加。
>>a = 2
>>help,a
A INT = 2
>>b = [2]
>>help,b
B INT = Array[1]
>>c = [1,2,3]
>>help,c
C INT = Array[3]
>>d = a+c
>>help,d
D INT = Array[3]
>>d3 4 5
>>e = b+c
>>e3
>>help,e
E INT = Array[1]分析：a是一个数，因此与数组c相加，得到的结果是c中的每一个元素都加上a这个数；b数一个1×1 的数组其与c数组的维度不一致，因此计算的结果不对，实际只计算了c中的第一个元素（因为b只有一个元素）。
>>a = Indgen(4,1)
>>a0 1 2 3
>>b = Make_array(4,1,Value=5)
>>b5 5 5 5
>>c = a+b
>>c5 6 7 8减法和加法一样，如下所示。
>>d = a-2
>>d-2 -1 0 1
>>e = a-b
>>e-5 -4 -3 -24.2 乘除运算
（1)乘除运算：IDL乘法与Matlab不同，matlab中“.*”表示两个数组中对应位置的元素相乘，“*”表示两个矩阵相乘，而IDL中“*”表示两个数组中对应位置的元素相乘，“#”和“##”表示矩阵相乘，“A#B”表示A的列乘以B的行，因此A中的行数，必须等于B的列数；“A##B”表示A的行乘以B的列，因此A中的列数必须等于B中的行数（数学中的矩阵乘法）；
>>a = Indgen(2,3)+1
>>a1 23 45 6
>>b = Indgen(2,3)*2
>>b0 24 68 10
>>c = a*b
>>c0 412 2440 60>>a = Indgen(2,3)+1
>>b = Indgen(3,2)
>>a1 23 45 6
>>b0 1 23 4 5
>>c = a#b
>>c13 1640 52
>>c = a##b
>>c6 9 1212 19 2618 29 40（2）幂运算： “*”表示两个矩阵相乘，但对于多次幂运算时A*A*A*A……太麻烦，因此用“^n”表示，Matlab用“.n”表示。
>>d = a^2
>>d1 49 1625 36
>>d = a^3
>>d1 827 64125 216注：后续将针对整理数据相关的函数
不足之处，敬请斧正！
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
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