matlab：高效搜索数组中的值答案

【问题标题】：matlab: efficient search a value within the arraymatlab：高效搜索数组中的值
【发布时间】：2014-06-10 01:30:33
【问题描述】：

我有一组已排序的值（例如 vec=[20, 54, 87, 233]）。数组包含约 300 个元素。我有一个值，我需要在这个数组中搜索。搜索成功不仅是准确的值，而且是范围内的+/- 5位数字。例如，在这种情况下，像 17 或 55 这样的值也应该被视为已找到。最有效的方法是什么？我使用了像下面这样的循环，但我想它没有考虑到我的数组已经被订购。此外，在非空的情况下，我可以手动检查值的距离，因为 find 不返回位置。这不是什么大问题，因为我的“发现”只有 15%。

bRes  = find(vec >= Value-5 & vec <= Value+5);
if ~isempty(bRes)
    distGap = GetGapDetails(Value, vec);
    return;
end

谢谢！瓦迪姆

【问题讨论】：

只需使用hist 或histc
但是它对我有什么帮助呢？固定范围（1-10,11-20 等）的 hist bin 值。我的查询值可能属于不同的 bin。
@user1597969 您可以使用 hist 定义自定义 bin 边缘。不均匀也没关系。

标签： arrays performance matlab search find

【解决方案1】：

这样会更有效率：

bRes  = vec >= Value-5 & vec <= Value+5;
if any(bRes) ...

您是对的，MATLAB 可能不会利用“vec”已经排序的事实。您可以在感兴趣的范围内将二进制搜索写入零（即，在 O(log(N)) 时间而不是 O(N) 时间内工作），但数组中只有 300 个元素，我怀疑您当前实施将保持良好。

【讨论】：

谢谢！事实上，我的发现比你提出的要快 15% :)

【解决方案2】：

假设您的数组存储在 var 'A' 中，而您的值是 'v'：

A(A>v+5 || A<v-5)=[];

【讨论】：

【解决方案3】：

在已排序的列表中搜索值的最佳方法是binary search，它只需要O(log(n)) 时间。这比将值与列表中的每个项目进行比较要好，后者的成本为O(n)。据我所知，Matlab 没有功能可以做到这一点。正如 Natan 已经提到的，您可以（a）为此使用内置函数 histc，它是用 C 语言编写的，可能会进行二进制搜索。

function good = is_within_range(value, vector, threshold)

% check that vector is sorted, comment this out for speed
assert(all(diff(vector) > 0))
assert(threshold > 0)

% pad vector with +- inf for histc
vector = [-inf, vector, inf];

% find index of value in vector, so that vector(ind) <= value < vector(ind+1)
% abuse histc, ignore bincounts
[~, ind] = histc(value, vector);

% check if we are within +- threshold from a value in vector,
% either below or above
good = (value <= vector(ind) + threshold) | value >= (vector(ind+1) - threshold);

一些快速测试：

>> is_within_range(0, [10, 30, 80], 5)
ans = 0
>> is_within_range(4, [10, 30, 80], 5)
ans = 0
>> is_within_range(5, [10, 30, 80], 5)
ans = 1
>> is_within_range(10, [10, 30, 80], 5)
ans = 1
>> is_within_range(15, [10, 30, 80], 5)
ans = 1
>> is_within_range(16, [10, 30, 80], 5)
ans = 0
>> is_within_range(31, [10, 30, 80], 5)
ans = 1
>> is_within_range(36, [10, 30, 80], 5)
ans = 0

另外，这个函数是矢量化的，所以你可以同时测试多个值：

>> is_within_range([0, 4, 5, 10, 15, 16, 31, 36], [10, 30, 80], 5)
ans =
     0     0     1     1     1     0     1     0

【讨论】：