Question

我有3D矩阵（10000 x 60 x 20），我需要置换第二维和第三维，保持列完好无损。

对于2D矩阵，我使用RANDPERM：

pidx = randperm(size(A,2));
Aperm = A(:,pidx);

我不能只应用RANDPERM两次 - 首先是列索引，然后是页面索引。没有足够的随机化。

一种解决方案是将矩阵从3D压缩到2D以及将页面压缩到列，对其进行置换然后重新整形。但我也想以这样一种方式进行排列，即每列独立地排列列。类似的东西：

Aperm = zeros(size(A));
for p=1:size(A,3)
    pidx = randperm(size(A,2));
    Aperm(:,:,p) = A(:,pidx,p);
end

我可以更有效地完成吗？有更好的方法吗？

Answer 1

这是一个可以获得与for循环相同结果的解决方案（即每页的列的不同排列）：

%# Solution 1:
[r,c,p] = size(A);
Aperm = reshape(A,r,c*p);
index = arrayfun(@randperm,c.*ones(1,p),'UniformOutput',false);
index = [index{:}]+kron(0:c:c*(p-1),ones(1,c));
Aperm = reshape(Aperm(:,index),r,c,p);

而且，与MATLAB中的许多问题一样，有许多不同的方法可以解决这个问题。这是另一种解决方案，它通过A只使用linear indexing来避免重新整形矩阵：

%# Solution 2:
[r,c,p] = size(A);
Aperm = zeros([r c p]);
index1 = repmat(1:r,1,c*p);
[~,index2] = sort(rand(c,p));          %# A variation on part of Amro's answer
index2 = kron(index2(:),ones(r,1)).';  %'
index3 = kron(1:p,ones(1,r*c));
index = sub2ind([r c p],index1,index2,index3);
Aperm(:) = A(index);

Answer 2

解决方案＃1：列在所有页面上进行置换

将矩阵从3D重塑为2D 挤压列和页面列，置换它们然后重塑回

A = randi(10, [3 4 2]);                 %# some random 3D matrix

[r c p] = size(A);
Aperm = reshape(A, [r c*p]);
Aperm = reshape(Aperm(:,randperm(c*p)), [r c p]);

解决方案＃2：每个页面中的列独立地（相当于你的for-loop）

我也想做排列这样一种列可以排列每页独立

A = randi(10, [3 4 2]);                 %# some random 3D matrix

[r c p] = size(A);
Aperm = reshape(A, [r c*p]);

[~,idx] = sort(rand(p,c),2);            %# this is what RANDPERM does
idx = reshape(bsxfun(@plus, idx',0:c:c*(p-1)),1,[]);    %'#

Aperm = reshape(Aperm(:,idx), [r c p]);

Answer 3

这是一个与你的循环相同的解决方案，但没有像gnovice的答案那样使用kron。虽然我更喜欢kron，但如果你碰巧与那些不了解kron在这里做什么的人（我从经验中说话）分享代码，这是一个更安全的选择。但是，我必须注意，如果pages变大，这会影响性能（在您的情况下，没问题）。

[rows,cols,pages]=size(A);
randCols=arrayfun(@(x)randperm(cols),1:pages,'UniformOutput',false);
Aperm=arrayfun(@(x)A(:,randCols{x},x),1:pages,'UniformOutput',false);
Aperm=cat(3,Aperm{:});

如何在MATLAB中随机置换三维矩阵中的列

3 个答案:

解决方案＃1：列在所有页面上进行置换

解决方案＃2：每个页面中的列独立地（相当于你的for-loop）