使用向量作为矩阵的索引

Posted 2023-02-23

【中文标题】使用向量作为矩阵的索引

【英文标题】：Use a vector as an index to a matrix

【发布时间】：2011-08-19 18:08:17

【问题描述】：

我正在编写一个 MATLAB 函数来将数据读入一个 n 维数组（可变维度大小）。我需要能够访问 Matrix 中的特定点（例如写入或读取它），但我不提前知道要指定多少索引。

目前我有一个 current_point 向量，我通过它迭代来指定每个索引，以及一个 max_points 向量，它指定数组的大小。因此，如果我想要一个大小为 1000×15×3 的 3 维数组，max_points = [1000 15 3] 和 current_point 从 [1, 1, 1] 迭代到 [1000, 15, 3] ([1, 1, 1] -> [1000, 1, 1] -> [1, 2, 1] -> [1000, 2, 1] ->...)。我想做的是将current_point 作为矩阵的索引提供，如下所示：

output_matrix(current_point) = val

但显然像output_matrix([1 2 3]) = val 这样的东西只会设置outputmatrix(1:3) = 30。我不能只使用虚拟变量，因为有时矩阵需要 3 个索引，有时需要 4 个，有时需要 2 个，等等，所以在这里我需要一个可变长度的向量。有没有一种简单的方法可以将向量用作索引中的点？

【问题讨论】：

这本质上是Compact MATLAB matrix indexing notation的副本，尽管这个问题可能比那个情况简单一些。

我知道之前一定有人问过这个问题，但在我的欺骗插件中找不到它。我想我会让答案留下来，因为问题标题比另一个更直接，可能更容易搜索。

我认为它一定是在某个时候被问到的，但从标题中我什么也没看到。两位的回答都很好。我想会有这样简单的事情。

【参考方案1】：

使用函数sub2ind创建linear index是这个问题的典型解决方案，如closely-related question所示。你也可以compute a linear index yourself 而不是调用sub2ind。

但是，您的案例可能比我链接的其他问题中的案例更简单。如果您只使用 current_point 向量索引一个 single 点（即，它只是 n 维矩阵中的下标的 n 元素向量），那么您可以使用一个简单的解决方案，其中您使用函数num2cell 将current_point 转换为下标元胞数组，并使用它来创建索引comma-separated list。例如：

current_point = [1 2 3 ...];        % A 1-by-n array of subscripts
subCell = num2cell(current_point);  % A 1-by-n cell array of subscripts
output_matrix(subCell:) = val;    % Update the matrix point

操作subCell: 创建与输入subCell1, subCell2, ... 的等价物，这与输入current_point(1), current_point(2), ... 的等价物。

【参考方案2】：

我知道现在为时已晚，但对于任何会找到这个主题的人来说。对我来说最简单的方法是使用：diag(A (x(:),y(:)) );

不幸的是，这仅在您需要从矩阵中获取值时才有效，而不是用于更改值

【讨论】：

您能否进一步解释一下，我不明白，但看起来它可能是一个不错且简单的解决方案

【参考方案3】：

您可以使用sub2ind函数从下标中获取线性索引。

示例：

A=magic(4)

A =

    16     2     3    13
     5    11    10     8
     9     7     6    12
     4    14    15     1

selectElement=2,3; %# get the element at position 2,3 in A.
indx=sub2ind(size(A),selectElement:);
A(indx)

ans =

    10

在上面的示例中，我将下标（可以是任意数量的维度）存储为cell。如果您将其存储为矢量，只需使用num2cell() 将其转换为单元格。

您现在可以轻松地为此赋值为A(indx)=value;。我使用了与你不同的变量来保持答案的一般性，但想法是一样的，你只需要替换变量名。

您还在帖子中提到您从(1,1,1) 循环直到某个值(1000,15,3) 并为每个点分配一个值。如果您沿着列循环，您可以用矢量化解决方案替换整个操作。

让finalElement=1000,15,3 成为循环的最后一步。和以前一样，找到线性索引为

index=sub2ind(size(A),finalElement:);

现在，如果您将在循环中分配的值存储为单个向量 values，您可以在一个步骤中简单地将其分配为

A(1:index)=values;