MATLAB表格Table与时间序列Timetable的高效操作方法

MATLAB中的 表格（Table） 和 时间序列（Timetable） 是处理结构化数据和时间相关数据的核心工具。以下从基础操作到高级技巧，分步骤详解其使用方法。

一、创建与基础操作

1. 表格（Table）的创建与访问

创建表格：

% 定义列数据
Name = {'Alice'; 'Bob'; 'Charlie'};
Age = [25; 30; 35];
Employed = logical([1; 0; 1]); % 逻辑类型

% 创建表格
myTable = table(Name, Age, Employed); 
disp(myTable)

访问数据：

• 按列名访问 ： myTable.Name 或 myTable.('Name')

• 按行、列索引 ：

  % 获取第一行所有列数据
  row1 = myTable(1, :); 
  
  % 获取第2到3行的'Age'列
  subset = myTable(2:3, 'Age');

2. 时间序列（Timetable）的创建与访问

创建Timetable：

% 定义时间戳（规则时间）
Time = datetime('2023-01-01 08:00:00') + seconds(0:2)';
Data = [1.2; 3.4; 5.6];

% 创建Timetable
myTT = timetable(Time, Data);
disp(myTT)

访问特定时间点数据：

% 提取特定时间的数据
row = myTT(myTT.Time == datetime('2023-01-01 08:00:01'), :);

二、数据筛选与查询

1. 表格的条件筛选

% 筛选条件：年龄大于30且被雇佣
selectedRows = myTable(myTable.Age > 30 & myTable.Employed, :);

2. 时间序列的时间范围筛选

• 使用 timerange 函数 ：

  % 筛选时间范围内的数据
  tt_sub = myTT(timerange('2023-01-01 08:00:00', '2023-01-01 08:00:02'), :);

• 

• 使用时间容忍度（WithTol） （适合非精确匹配）：

  % 忽略时间点±2秒误差
  tt_sub = myTT(withtol(datetime('2023-01-01 08:00:01'), seconds(2)), :);

三、数据增删改

1. 新增或删除列

% 新增列
myTable.Salary = [50000; 60000; 75000];

% 删除'Employed'列
myTable = removevars(myTable, 'Employed');

2. 合并表格或时间序列

• 垂直合并（追加行） ：

  newData = table({'David'}, 28, 'VariableNames', {'Name', 'Age'});
  myTable = vertcat(myTable, newData);

• 水平合并（添加列） ：

  extraInfo = table([70; 80; 90], 'VariableNames', {'Weight'});
  myTable = [myTable, extraInfo];

• 基于时间的合并（Timetable） ：

  % 同步两个时间序列
  syncedTT = synchronize(myTT1, myTT2);

四、高级操作：重采样与统计

1. 时间序列重采样

• 降采样（聚合） ：

  % 每2秒计算一次数据的平均值
  tt_resampled = retime(myTT, 'regular', 'mean', 'TimeStep', seconds(2));

• 填充缺失值 ：

  % 填充前向数据（使用线性插值）
  tt_filled = retime(myTT, 'regular', 'linear', 'TimeStep', seconds(1));

2. 表格的统计计算

% 按分组计算平均年龄（如按某列分组）
groupStats = groupsummary(myTable, 'GroupColumn', 'mean', 'Age');

五、性能优化技巧

1. 避免循环，使用向量化操作

% 直接计算新列（非循环）
myTable.DoubleAge = myTable.Age * 2;

2. 优化数据类型节省内存

• 将字符串分类变量转换为 categorical 类型：

  myTable.Name = categorical(myTable.Name);

3. 预分配内存

在循环外预先分配足够大的表格：

% 预定义表格大小
outputTable = table('Size',[1000, 3], 'VariableTypes', {'string', 'double', 'logical'});

六、常见问题与处理

1. 时间戳不唯一

• 检测重复时间：

  isDuplicate = duplicated(myTT.Time);

• 通过 retime 合并处理：

  % 对重复时间取平均值
  tt_unique = retime(myTT, 'regular', 'mean', 'TimeStep', seconds(1));

2. 缺失值处理

• 删除含有NaN的行：

  myTable = rmmissing(myTable);

• 填充缺失数据：

  myTable = fillmissing(myTable, 'linear');