Question

例如，在这个简单/愚蠢的例子中：

n = 3;
x = zeros(n, 1);
for ix=1:4
    x(ix) = ix;
end

数组已预先分配，但在循环中动态调整大小。在这样的动态调整大小时，Matlab中是否存在会引发错误的设置？在这个例子中，我可以轻而易举地重写它：

n = 3;
x = zeros(n, 1);
for ix=1:4
    if ix > n
        error('Size:Dynamic', 'Dynamic resizing will occur.')
    end
    x(ix) = ix;
end

但我希望将此作为检查，以确保我已正确预先分配我的矩阵。

Answer 1

您可以创建double的子类，并使用subsasgn方法限制分配：

classdef dbl < double
    methods
        function obj = dbl(d)
            obj = obj@double(d);
        end

        function obj = subsasgn(obj,s,val)
            if strcmp(s.type, '()')
                mx = cellfun(@max, s.subs).*~strcmp(s.subs, ':');
                sz = size(obj);
                nx = numel(mx);
                if nx < numel(sz)
                    sz = [sz(1:nx-1) prod(sz(nx:end))];
                end
                assert(all( mx <= sz), ...
                    'Index exceeds matrix dimensions.');
            end
            obj = subsasgn@double(obj, s, val);
        end

    end
end

所以现在当你预先分配使用dbl

时

>> z = dbl(zeros(3))
z = 
  dbl

  double data:
     0     0     0
     0     0     0
     0     0     0
  Methods, Superclasses

double的所有方法现在都由dbl继承，您可以照常使用它，直到您为z分配内容

>> z(1:2,2:3) = 6
z = 
  dbl

  double data:
     0     6     6
     0     6     6
     0     0     0
  Methods, Superclasses

>> z(1:2,2:5) = 6
Error using dbl/subsasgn (line 9)
Index exceeds matrix dimensions.

我没有对它进行基准测试，但我预计这会对性能影响不大。

如果您希望值的显示看起来正常，您也可以重载display方法：

function display(obj)
    display(double(obj));
end

然后

>> z = dbl(zeros(3))
ans =
     0     0     0
     0     0     0
     0     0     0
>> z(1:2,2:3) = 6
ans =
     0     6     6
     0     6     6
     0     0     0
>> z(1:2,2:5) = 6
Error using dbl/subsasgn (line 9)
Index exceeds matrix dimensions.
>> class(z)
ans =
dbl

Answer 2

我能想到的最简单，最直接和最健壮的方法就是在分配索引之前访问索引。不幸的是，你不能为基本类型重载subasgn（在任何情况下都是正确的头痛）。

for ix=1:4
    x(ix); x(ix) = ix;
end
% Error: 'Attempted to access x(4); index out of bounds because numel(x)=3.'

或者，您可以尝试聪明并使用end关键字执行某些操作...但无论您做什么，您最终都会得到某种无意义的错误消息（上面提供的很好）。

for ix=1:4
    x(ix*(ix<=end)) = ix;
end
% Error: 'Attempted to access x(0); index must be a positive integer or logical.'

或者你可以检查一个函数，它可以获得你的错误消息，但仍然非常冗长和模糊：

for ix=1:4
    x(idxchk(ix,end)) = ix;
end
function idx = idxchk(idx,e)
    assert(idx <= e, 'Size:Dynamic', 'Dynamic resizing will occur.')
end

Answer 3

这不是一个完全有效的例子（见代码后的免责声明！）但它显示了一个想法......

您可以（至少在调试代码时）使用以下类代替零来分配原始变量。

随后使用原始分配大小范围之外的数据将导致“索引超出矩阵维度”。错误。

例如：

>> n = 3;
>> x = zeros_debug(n, 1)

x = 

     0
     0
     0

>> x(2) = 32

x = 

     0
    32
     0

>> x(5) = 3
Error using zeros_debug/subsasgn (line 42)
Index exceeds matrix dimensions.

>>

班级代码：

classdef zeros_debug < handle    
    properties (Hidden)
       Data
    end

    methods       
      function obj = zeros_debug(M,N)
          if nargin < 2
              N = M;
          end
          obj.Data = zeros(M,N);
      end

        function sref = subsref(obj,s)
           switch s(1).type
              case '()'
                 if length(s)<2
                 % Note that obj.Data is passed to subsref
                    sref = builtin('subsref',obj.Data,s);
                    return
                 else
                    sref = builtin('subsref',obj,s);
                 end              
               otherwise,
                 error('zeros_debug:subsref',...
                   'Not a supported subscripted reference')
           end 
        end        
        function obj = subsasgn(obj,s,val)
           if isempty(s) && strcmp(class(val),'zeros_debug')
              obj = zeros_debug(val.Data);
           end
           switch s(1).type
               case '.'
                    obj = builtin('subsasgn',obj,s,val);
              case '()'
                    if strcmp(class(val),'double')                        
                        switch length(s(1).subs{1}) 
                            case 1,
                               if s(1).subs{1} > length(obj.Data)
                                   error('zeros_debug:subsasgn','Index exceeds matrix dimensions.');
                               end
                            case 2,                            
                               if s(1).subs{1} > size(obj.Data,1) || ...
                                       s(1).subs{2} > size(obj.Data,2) 
                                   error('zeros_debug:subsasgn','Index exceeds matrix dimensions.');
                               end                            
                        end
                        snew = substruct('.','Data','()',s(1).subs(:));
                             obj = subsasgn(obj,snew,val);
                    end
               otherwise,
                 error('zeros_debug:subsasgn',...
                    'Not a supported subscripted assignment')
           end     
        end        
        function disp( obj )
            disp(obj.Data);
        end        
    end   
end

会有相当大的性能影响（以及使用继承自句柄的类产生的问题），但它似乎是原始问题的一个有趣的解决方案。

Answer 4

允许赋值给数组边界之外的索引并用零填充间隙确实是Matlab丑陋的部分之一。除了实现自己的存储类之外，我没有明确的检查以避免这种情况。我会坚持在你的循环中添加一个简单的assert(i <= n)并忘记它。由于分配了一些超出限制的东西，我从未被难以发现的错误所困扰。

如果遗忘或预分配太小，在“理想”情况下，由于二次行为，您的代码变得非常慢，之后您会发现错误并修复它。但是现在，Matlab的JIT有时很聪明，不会导致任何减速（在某些情况下它可能会动态增长数组，比如python的列表），所以它甚至可能不再是一个问题。所以它实际上允许一些更粗略的编码...

我可以阻止Matlab动态调整预分配的数组吗？

4 个答案: