Definiowanie macierzy poprzez unikanie pętli for

Nov 27 2020

Mam 3D macierzy X wielkości a x b x c.

Chcę utworzyć macierz 3D Y w MATLAB-ie w następujący sposób:

X = rand(10, 10, 5);
[a, b, c] = size(X);

for i = 1 : c
    for j = 1 : a
        for k = 1 : b

            if j<a && k<b
            Y(j, k, i) = X(j+1, k, i) + X(j, k+1, i).^4;
        
            else
            Y(j, k, i) = X(a, b, i) + X(a, b, i).^4;
            end

         end
    end
end

Jak mogę to zrobić, unikając używania wielu pętli for? Innymi słowy, jak mogę przepisać powyższy kod w szybszy sposób bez użycia wielu pętli?

Odpowiedzi

2 MichaelTr7 Nov 28 2020 at 06:59

Indeksowanie tablic / macierzy

Poniżej dodałem część do twojego skryptu, która tworzy tablicę, Zktóra jest identyczna z tablicą Y, używając indeksowania, które obejmuje równoważne indeksy i operacje elementarne, które są oznaczone kropką .poprzedzającą operację. Operacje, takie jak mnożenie *i dzielenie, /można określić elementarnie odpowiednio jako .*i ./. Dodawanie i odejmowanie działają w sposób elementarny i nie wymagają kropki .. Dodałem również instrukcję if, aby sprawdzić, czy tablice są takie same i czy pętle for i metody indeksowania dają równoważne wyniki. Indeksowanie za pomocą endodnosi się do ostatniego indeksu w odpowiednim / odpowiednim wymiarze.

Skrawek:

Y = zeros(a,b,c);
Y(1:end-1,1:end-1,:) = X(2:end,1:end-1,:) + X(1: end-1, 2:end,:).^4;
Y(end,1:end,:) = repmat(X(a,b,:) + X(a,b,:).^4,1,b,1);
Y(1:end,end,:) = repmat(X(a,b,:) + X(a,b,:).^4,a,1,1);

Pełny skrypt: obejmuje obie metody i sprawdzanie

X = rand(10, 10, 5);
[a, b, c] = size(X);

%Initialed for alternative result%
Z = zeros(a,b,c);

%Looping method%
for i = 1 : c
    for j = 1 : a
        for k = 1 : b
            if j < a && k < b
            Y(j, k, i) = X(j+1, k, i) + X(j, k+1, i).^4;
            
            else
            Y(j, k, i) =  X(a, b, i) + X(a, b, i).^4;
            end
         end
    end
end

%Indexing and element-wise method%
Z(1:end-1,1:end-1,:) = X(2:end,1:end-1,:) + X(1: end-1, 2:end,:).^4;
Z(end,1:end,:) = repmat(X(a,b,:) + X(a,b,:).^4,1,b,1);
Z(1:end,end,:) = repmat(X(a,b,:) + X(a,b,:).^4,a,1,1);

%Checking if results match%
if(Z == Y)
   fprintf("Matched result\n"); 
end

Uruchomiono przy użyciu MATLAB R2019b