Question

我正在尝试创建一个基本上复制matlab命令的函数：[z;-z]其中z = randn(m,n)返回m-by-n随机条目矩阵。我能够在C ++中为randn函数创建一个函数，如下所示：

MatrixXd generateGaussianNoise(int n, int m){
MatrixXd M(n,m);
normal_distribution<double> nd(0.0, 1.0);
random_device rd;
mt19937 gen(rd());
for(int i = 0; i < n; i++){
    for(int j = 0; j < m; j++){
        M(i,j) = nd(gen);
    }
}
return M;

}

现在我需要创建[z;-z]函数。例如，让我们说z = randn(2,2)然后输出将是：

   -2.2588    0.3188
    0.8622   -1.3077

现在，当我写[z;-z]时，我们得到：

   -2.2588    0.3188
    0.8622   -1.3077
    2.2588   -0.3188
   -0.8622    1.3077

我在想的是创建一个矩阵或向量z中的函数，将这些条目存储在另一个矩阵或向量中，然后创建一个大小加倍的新矩阵或向量，以便将相关的条目放入正确的(i,j)职位。

我不确定这是否应该如何进行。任何意见或建议都非常感谢。作为旁注，我在C ++中仍然是一个新手。

Answer 1

您应首先使用矩阵中的rows和cols将输出矩阵初始化为正确的大小。然后，您可以使用comma initializer syntax通过将一个矩阵与相同矩阵的负数垂直连接来填充此矩阵

MatrixXd A(n, m);

normal_distribution<double> nd(0.0, 1.0);
random_device rd;
mt19937 gen(rd());

// Fill up the matrix
for(int i = 0; i < n; i++){
    for(int j = 0; j < m; j++){
        A(i, j) = nd(gen);
    }
}

// Vertically concatenate the matrix with the negative version
MatrixXd B(A.rows() * 2, A.cols());
B << A, -A;

return B;

Answer 2

您可以使用填充m-by-n矩阵的代码，并添加另一段代码，将此矩阵“加倍”为2m-by-n矩阵。

但是，在C ++中，您通常应该立即分配适当的尺寸，并且只进行一次。

那是：

MatrixXd M(2 * n, m);

（作为附注，请确定您的矩阵是m-by-n还是n-by-m;这对于防止混淆非常重要）

然后，在填充矩阵时，在每次迭代时写下两个元素：

for(int i = 0; i < n; i++){
    for(int j = 0; j < m; j++){
        double element = nd(gen);
        M(i, j) = element;
        M(i + n, j) = -element;
    }
}

如果您打算使用大型矩阵，您应该记住元素以列主要顺序（unless you decide to override this choice）存储在内存中。这个顺序也被Matlab使用。因此，为了更好地使用大型矩阵，您应该填充它们，以便在另一列之前填充每列。所以你应该切换循环的嵌套顺序：

for(int j = 0; j < m; j++){
    for(int i = 0; i < n; i++){
        double element = nd(gen);
        M(i, j) = element;
        M(i + n, j) = -element;
    }
}

这里，两次连续迭代将写入内存中的相邻地址，这很可能会有更好的性能。

Answer 3

我认为这应该足够了吗？

MatrixXd generateGaussianNoise(int n, int m){
MatrixXd M(2*n,m);
normal_distribution<double> nd(0.0, 1.0);
random_device rd;
mt19937 gen(rd());
for(int i = 0; i < n; i++){
    for(int j = 0; j < m; j++){
        double r = nd(gen);
        M(i,j) = r;
        M(n+i,j) = -r;
    }
}
return M;

在C ++中创建一个执行Matlab操作的函数[z; z]其中z是一个矩阵或向量

3 个答案: