Question

我正在尝试在MATLAB中进行以下操作，

global a b c d e f g h l;
A=[1 3;3 2];
B=[a 0;0 b];
C=[d 0;e f];
Ctranspose=transpose(C);
D=[sqrt(d) 0;0 sqrt(f)];
E=Ctranspose/D;
Etranspose=transpose(E);
K=A+E;
M=E*D*Etranspose;

for a=1:10
  for b=1:10
    if  K==M
      print(a);
      print(b);
      print(d);
      print(e);
      print(f);
    end
  end
end

我收到以下错误：

a）

Error using  + 
Matrix dimensions must agree.

Error in trial (line 6)
K=A+B

b）

Error using vertcat
CAT arguments dimensions are not consistent.

Error in trial (line 5)
C=[d 0;e f];

这里有什么问题？

（请注意，我是MATLAB的新手）

由于

Answer 1

哎哟！哎哟！让我直接跳到那里，在你继续沿着这条道路前打断你！

我知道你不是一个程序员，但在生活的某个阶段（显然，这是你的！），你必须面对事实并成为一个，无论如何。因此，要知道编程不是真正的科学，它是一门艺术，如果你愿意的话，是一种手艺，而且很容易出错。还要知道，在你面前有数以百万计的程序员，他们为你铺平了道路，发现哪种方法效果最好，哪种方法导致了某些灾难。

我将描述其中的六个＆＃34;道路到某些厄运＆＃34;代码中存在的内容。

列表上的

第一是使用global。 不要使用全球变量!! 当然，它们适用于小而简单的东西，但更好，更易于管理，更耐用，更强大，传递数据的更容易出错的方法是手动。根据经验，创建所有顶级函数，尽可能少依赖其他函数/变量。这是因为全局变量在程序的状态和函数输出之间产生了紧密耦合，这使得重现任何错误（如果不是不可能的话）和调试（这实际上是任何程序员花费他的大部分时间） /她的时间）完整的噩梦。此外，除了正在运行的任何功能都可以更改它们，以便

function testMe
    global a;
    a = 5*rand;
    someFunction;
    b = 4*a; % ERROR! or...will it? 

function someFunction
    global a;
    a = a/5;
    if a < 0.5
        someOtherFunction; end

function someOtherFunction;
    global a;
    a = {'my string'};

有时会工作，而有时会失败。可能发生更糟糕事情的一个例子：

function testMe
    global a, b;
    a = 5; b = 6;
    result = someCalculation;
    result = a*b*result;


function someFunction
    global a;
    a = sin(pi/rand); % INTENTIONAL

    % do LOTS of stuff here

    for a = 1:10 % OOPS! unintentional use of variable name
        % do stuff
        if (some weird condition)
            break; end
    end

没有错误，没有警告，没有，但你的结果仍然是垃圾。随着你的功能变得越来越大（通常也会这样），这个错误越来越难以找到和更难。花几天时间来发现这种错误并不罕见。

在您的代码中，您还可以更改循环内的全局变量a和b。这意味着使用a和b的任何函数/脚本（在完成后将被称为）将会显示a=10和b=10。现在假设您在这些循环内调用函数，这会更改a的值。 a的值在a - 循环的下一次迭代中会是什么？假设你也得到了错误的结果。你会如何找到这个错误？

这样的代码通常被称为＆＃34;意大利面条代码＆＃34;，原因很明显。也许它会起作用，并且很容易编码，但最终它会让你大大减慢速度（更不用说继承你代码的人了）。

一种更好的方法可以阻止大部分容器，并且可以明确地传递它们。假设我们使用struct作为数据a-l：

data = struct(... 'a', a,... 'b', b,... 'c', c,... 'd', d,... 'e', e,... 'f', f,... 'g', g,... 'h', h,... 'l', l);

所以你可以说

result = myFunction(data);

访问myFunction中的数据如下所示：data.a获取a的值，或data.f获取f的值，等等。 data.k = 5; 中的myFunction不会更改 result，或者传递给函数的原始data - 您已经打破了紧密耦合并阻止了所有上述问题。

在Matlab命令窗口中键入help struct或help cell以了解这些类型的通用容器。
列表中的
第二使用变量名称l。这有些愚蠢，我可以简短地说：不要这样做:)与大多数人（甚至一些程序员）相信的相反，你写一行代码只有一次，但是读取数百次，如果不是数千次。最佳做法是尽可能简化阅读，而不是编写。 l只是看起来像1，不是吗？错误k=1 vs k=l比k=m vs k=1更难发现。
关键字
第三是关键字transpose。它有点冗长，不是吗？在数学中，你会使用A ^T，这比在所有时间写完整定义要容易得多：

B = {A _ij➝A_ji∀i＆lt; m⋏j＆lt; Ñ
你通常只说B = A ^T。在Matlab中也是如此。矩阵的transpose可以像这样完成：

Actrans = A' ; % conjugate transpose Atrans = A.'; % regular transpose

将您的代码减少到更简洁的

A = [1 3;3 2]; B = [a 0;0 b]; C = [d 0;e f]; D = [sqrt(d) 0;0 sqrt(f)]; E = C.'/D; K = A+E; M = E*D*E.';
列表中的
第四是等式K==M。就像它在这里一样，K和M是矩阵。表达式K==M被评估为元素，原因将在您的编程生涯后期变得明显:)这意味着K==M将再次成为矩阵，大小相同如K和M，如果0和K中的对应元素不相等，则包含M;如果这些元素相等，则1。那么，if - 语句会对这样的矩阵做什么呢？在Matlab中，只要第一个元素为真，它就是true（在我看来，它应该抛出错误，但是很好）。

这显然不是你想要的。我认为你想要的是两个矩阵中的所有元素是相等的。你最好使用它：

if all( abs(K(:)-M(:)) < eps )

其中(:) - 表示法意味着矩阵K和M应在比较之前扩展为列向量。这是因为all()适用于单个维度，因此all(K==M) 仍然仍然是一个矩阵（实际上是矢量，但对于特殊情况，这是一个不同的名称）同一件事情）。请注意，我不使用相等（==），而是检查它们的差异是否小于某个微小值（eps）。这是因为在浮点运算（所有计算机都使用）中，乘法和平方根等运算通常会遇到舍入误差和近似/插值误差等问题。平等是一个非常艰难的需求，在数学上讲的大多数情况下都难以评估true。您可以通过将二者的差异与一个与舍入误差（eps）相关的微小值进行比较来防止此失败检测到相等性。
列表中的
第五是您打印的方式。 print语句本身就会向系统的默认打印机发送一个数字，你知道，如果今天感觉像合作的话，那个用墨水喷出纸张的喜怒无常的机器:)现在，我假设您试图在屏幕上显示事物。这样做就像你开始展示事物的方式不是最好的方式：你会得到十几个未命名的非结构化值列表：

1 % which would be the value of 'a' 1 % which would be the value of 'b' 3 % which would be the value of 'd' 4 % which would be the value of 'e' 5 % which would be the value of 'f' ...

只看到出现的值会使阅读和解释所发生的事情变得相当繁琐。更好地使用更具描述性的内容：

if all( abs(K(:)-M(:)) < eps ) % option 1 a b d % NOTE: not terminating with semicolon e f % option 2 fprintf(... 'a: %d\n, b: %d\n, d: %d\n, e: %d\n, f: %d\n\n', a,b,d,e,f); end

选项1将只显示

a = 1 b = 1 etc.

至少还会显示变量的名称及其值。选项2是更好的选择：

a: 1 b: 1 d: 3 e: 4 f: 5 a: 1 b: 2 d: 3 e: 4 f: 5 etc.

（另外，值a,b,d,e,f 永远不会在循环中更改，那么为什么要首先显示它们呢？）
列表中的
第六（和最后！）是特定于Matlab的一个：for - 循环。 Matlab是一种基于矩阵的解释语言。它的矩阵性质只意味着每个变量本质上都是一个矩阵。解释意味着您的代码不会被计算机的处理器直接看到，它必须在计算任何内容之前经过一系列的解释和翻译。这枚硬币有两面：

它可以加快速度（比如编码，或执行＆＃34;琐碎的事情，如解决线性系统，FFT，矩阵比较等）。

它可以减慢速度（比如重复执行语句，比如循环）

鉴于性能，for - 循环在Matlab中因为将操作带入爬行而臭名昭着。在Matlab中的方法通常是矢量化代码，例如，使用所有变量都是矩阵的事实，并对它们使用矩阵/张量运算而不是循环。这在大多数编程语言中并不是一种非常常见的方法（并且你会在不习惯它的程序员中看到很多强烈的，强烈的阻力），但在数学上下文中它很有意义。在求助于for循环之前，总是尝试使用矩阵/张量操作作为第一道攻击线（并且Matlab已经很多，请注意！）。

所以，你的代码有什么问题:)哦，是的，正如Andreas Hangauer已经提到过的那样，将陈述引用a通过{ {1}}，以及所有需要在循环内重新计算的东西，你会没事的。

Answer 2

您没有指定a b c d e f g h l的值是什么，您指定它们是全局变量。

a）第一个错误：鉴于第6行出现错误，a或b不是标量。

b）第二个错误:(错误在第4行而不是第5行）。同样，d，e或f中的一个不是标量。这里发生的是d和e可能是标量，但f不是，f是向量或矩阵。因此矩阵的第一行具有与第二行不同的长度，因此出现错误。

for循环的意图是什么？仅当M==K和M的所有元素相等时，K才会返回true，但第二行和第一列中的元素将永远不会相同。如果以某种方式M和K是相同的矩阵，则代码只会打印d，e和f以用于{的所有值组合{1}}和a。（请注意b和a在b循环中重新定义。）

Answer 3

您必须更改程序的顺序。

d = 4567; % some value necessary
e = 1234; % some value necessary
f = 4567; % some value necessary
for a=1:10
 for b=1:10

    A=[1 3;3 2];
    B=[a 0;0 b];
    C=[d 0;e f];
    Ctranspose=transpose(C);
    D=[sqrt(d) 0;0 sqrt(f)];
    E=Ctranspose/D;
    Etranspose=transpose(E);
    K=A+E;
    M=E*D*Etranspose;


   if  K==M
     print(a);
     print(b);
     print(d);
     print(e);
     print(f);

   end
 end
end

您似乎没有正确理解编程语言的基本概念。在编程语言中（与数学符号不同），语句是一个接一个地按顺序执行的命令。执行该命令时，计算中所需的所有值都必须可用，因此更新的执行顺序对于预期的操作是必需的。

Answer 4

除了这里提到的所有内容之外，请很好地格式化代码（注意：下面的代码是OP的代码，因此编程错误）：

global a b c d e f g h l;
A = [1 3; 3 2];
B = [a 0; 0 b];
C = [d 0; e f];
Ctranspose = transpose(C);
D = [sqrt(d) 0; 0 sqrt(f)];
E = Ctranspose / D;
Etranspose = transpose(E);
K = A + E;
M = E * D * Etranspose;

for a = 1:10
    for b = 1:10
        if  K == M
            print(a);
            print(b);
            print(d);
            print(e);
            print(f);
        end
    end
end

当阅读代码时，这会节省您的时间和精力，实际上比写需要更多的时间。

这个MATLAB代码有什么问题？

4 个答案: