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Question

我有问题。我需要在MATLAB中遍历n维矩阵中的每个元素。问题是，我不知道如何为任意数量的维度做这件事。我知道我可以说

for i = 1:size(m,1)
    for j = 1:size(m,2)
        for k = 1:size(m,3)

等等，但有没有办法为任意数量的维度做这件事？

Answer 1

您可以使用线性索引来访问每个元素。

for idx = 1:numel(array)
    element = array(idx)
    ....
end

如果你不需要知道你是什么i，j，k，那么这很有用。但是，如果您不需要知道自己的索引，那么最好使用arrayfun（）

Answer 2

matlab中数组的线性索引的想法很重要。 MATLAB中的数组实际上只是元素的向量，在内存中排列。 MATLAB允许您使用行索引和列索引，或单个线性索引。例如，

A = magic(3)
A =
     8     1     6
     3     5     7
     4     9     2

A(2,3)
ans =
     7

A(8)
ans =
     7

我们可以通过将数组展开到向量中来查看元素存储在内存中的顺序。

如您所见，第8个元素是数字7.实际上，函数find将其结果作为线性索引返回。

find(A>6)
ans =
     1
     6
     8

结果是，我们可以使用单个循环依次访问每个元素的一般n-d数组。例如，如果我们想要对A的元素进行平方（是的，我知道有更好的方法可以做到这一点），可以这样做：

B = zeros(size(A));
for i = 1:numel(A)
  B(i) = A(i).^2;
end

B
B =
    64     1    36
     9    25    49
    16    81     4

在许多情况下，线性索引更有用。使用sub2ind和ind2sub函数完成线性索引和两个（或更高）维度下标之间的转换。

线性索引通常适用于matlab中的任何数组。所以你可以在结构，单元格数组等上使用它。线性索引的唯一问题是当它们变得太大时。 MATLAB使用32位整数来存储这些索引。因此，如果您的数组中包含的元素总数超过2 ^ 32个元素，则线性索引将失败。如果你经常使用稀疏矩阵，这实际上只是一个问题，偶尔会导致问题。（虽然我没有使用64位MATLAB版本，但我相信那些幸运的人已经解决了这个问题。）

Answer 3

正如其他一些答案中所指出的，您可以使用从 1 到 A （任何维度）中的所有元素单个for循环中的> numel（A）。您可以使用其他一些技巧：ARRAYFUN和CELLFUN。

让我们首先假设您有一个函数要应用于 A （称为“my_func”）的每个元素。您首先为此函数创建function handle：

fcn = @my_func;

如果 A 是任意维度的矩阵（类型为double，single等），则可以使用ARRAYFUN将“my_func”应用于每个元素：

outArgs = arrayfun(fcn,A);

如果 A 是任意维度的单元格数组，您可以使用CELLFUN将“my_func”应用于每个单元格：

outArgs = cellfun(fcn,A);

函数“my_func”必须接受 A 作为输入。如果“my_func”中有任何输出，则会将这些输出放在 outArgs 中，其大小/尺寸与 A 相同。

关于输出的一个警告......如果“my_func”在 A 的不同元素上运行时返回不同大小和类型的输出，那么 outArgs 必须是制作成一个单元格阵列。这是通过使用附加参数/值对调用ARRAYFUN或CELLFUN来完成的：

outArgs = arrayfun(fcn,A,'UniformOutput',false);
outArgs = cellfun(fcn,A,'UniformOutput',false);

Answer 4

另一个技巧是使用ind2sub和sub2ind。结合numel和size，这可以让您执行以下操作，创建一个N维数组，然后将“对角线”上的所有元素设置为1。

d = zeros( 3, 4, 5, 6 ); % Let's pretend this is a user input
nel = numel( d );
sz = size( d );
szargs = cell( 1, ndims( d ) ); % We'll use this with ind2sub in the loop
for ii=1:nel
    [ szargs{:} ] = ind2sub( sz, ii ); % Convert linear index back to subscripts
    if all( [szargs{2:end}] == szargs{1} ) % On the diagonal?
        d( ii ) = 1;
    end
end

Answer 5

你可以做一个递归函数来完成工作

让L = size(M)
让idx = zeros(L,1)
以length(L)作为最大深度
循环for idx(depth) = 1:L(depth)
如果您的深度为length(L)，请执行元素操作，否则使用depth+1再次调用该函数

如果你想检查所有的点，没有矢量化方法那么快，但如果你不需要评估它们中的大多数，那么它可以节省很多时间。

Answer 6

这些解决方案比使用numel更快（约11％）;）

for idx = reshape(array,1,[]),
     element = element + idx;
end

或

for idx = array(:)',
    element = element + idx;
end

UPD。 tnx @rayryeng在最后一个回答中检测到错误

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此帖子引用的时间信息由于输入的基本错误而不正确且不准确（请参阅下面的评论流以及edit history - 请特别查看此答案的第一个版本）。 Caveat Emptor

Answer 7

如果你仔细研究size的其他用法，你会发现你实际上可以获得每个维度大小的向量。此链接显示文档：

www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/size.html

获取大小向量后，迭代该向量。这样的事情（原谅我的语法，因为我从大学开始就没有使用过Matlab）：

d = size(m);
dims = ndims(m);
for dimNumber = 1:dims
   for i = 1:d[dimNumber]
      ...

将它变成实际的Matlab法律语法，我认为它会做你想要的。

此外，您应该能够按照here所述进行线性索引。

Answer 8

您想要模拟n-nested for循环。

通过n维数组迭代可以看作是增加n位数。

在每个dimmension，我们有尽可能多的数字与dimmension的长度。

示例：

假设我们有数组（矩阵）

int[][][] T=new int[3][4][5];

在“for notation”中我们有：

for(int x=0;x<3;x++)
   for(int y=0;y<4;y++)
       for(int z=0;z<5;z++)
          T[x][y][z]=...

要模拟这个，你必须使用“n位数字符号”

我们有3位数字，第一位是3位，第二位是4位，第三位是5位

我们必须增加数字，所以我们会得到序列

因此，您可以编写用于增加此n位数的代码。你可以这样做，你可以从任何数字值开始，并增加/减少任何数字的数字。这样你就可以模拟嵌套的for循环，这些循环从表格的某个地方开始，最后不会结束。

但这不是一件容易的事。不幸的是，我无法帮助matlab表示法。

如何在MATLAB中迭代n维矩阵中的每个元素？

8 个答案:

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