如何自动创建从矩阵中提取列的变量答案

【问题标题】：How to automatically create variables which are column extracts from a matrix如何自动创建从矩阵中提取列的变量
【发布时间】：2017-08-15 15:39:14
【问题描述】：

我有一个n*n 矩阵，我想每 3 列提取一次，并将结果保存在不同的变量中。

我知道这样是可以做到的：

A1 = A(:,1:3); 
A2 = A(:,4:6); 
A3 = A(:,7:9);

但我想简化和自动化这个以管理大量数据！

A =

[1     2     3     4     5     6     7     8     9
 2     4     6     8    10    12    14    16    18
 3     6     9    12    15    18    21    24    27
 4     8    12    16    20    24    28    32    36
 5    10    15    20    25    30    35    40    45
 6    12    18    24    30    36    42    48    54
 7    14    21    28    35    42    49    56    63
 8    16    24    32    40    48    56    64    72
 9    18    27    36    45    54    63    72    81]

预期结果：

【问题讨论】：

将现有矩阵的子集放入不同的变量中是一种非常低效的处理方式，并且会导致代码更长、更混乱。为什么你不想使用A(:, 1:3) 语法（甚至使用变量A(:, c:c+2)）？创建完这些变量后，您打算如何处理它们？
我假设 A2 应该开始 4 5 6...？

标签： matlab matrix vector octave

【解决方案1】：

你真的不应该这样拆分 A。如果您真的想在 3 列块中对 A 进行寻址，请使用类似

A = (1:9).*((1:9).');
%% create anonymous function which can be called as Ac(1), Ac(2) and so on
Ac = @(n) A(:,(n-1)*3+1:n*3)

octave:2> Ac(1)
ans =

    1    2    3
    2    4    6
    3    6    9
    4    8   12
    5   10   15
    6   12   18
    7   14   21
    8   16   24
    9   18   27

octave:3> Ac(2)
ans =

    4    5    6
    8   10   12
   12   15   18
   16   20   24
   20   25   30
   24   30   36
   28   35   42
   32   40   48
   36   45   54

【讨论】：

这是迄今为止最好的一个，但需要注意的是，这不允许分配给变量A 或Ac() 并且不反映匿名后对A 所做的更改函数已创建。
我在我的回答中提出了解决第二个问题的方法

【解决方案2】：

你可以使用：

C = mat2cell(A,size(A,1),ones(size(A,2)/3,1)*3);

它将您的矩阵拆分为子单元格。

您可以通过以下方式访问这些单元格包含的信息：

C{1}
C{2}  %and so on

【讨论】：

【解决方案3】：

总结

你有几个选择

使用eval。不要这样做，这是不好的做法。但是，如果您对如何感到好奇，它会直接回答您的问题。因为你不应该使用它，所以我把它放在最后！
使用元胞数组或矩阵。我就是这样做的，尽管如果您的数据集非常大，您可能会遇到内存问题。它确实使索引变得非常简单，并允许您覆盖数组的各个部分。
使用匿名函数作为索引的简写。这是一种快速访问数据的只读方式，并且没有内存占用。

使用元胞数组和 3D 矩阵

正如 Mathworks 在上面链接的博客中所建议的，您可以将分区存储在一个元胞数组中...

myCellArray = cell(size(A,2)/3,1)
for n = 1:3:size(A,2)
    myCellArray{1+(n-1)/3} = A(:,n:n+2)
end
% For accessing:
myCellArray{1} % = A1

或使用 3D 矩阵

% option 1
my3DArray = reshape(A,9,3,[]);
% option 2 (same structure as above cell example)
my3DArray = zeros(size(A,1), 3, size(A,2)/3);
for n = 1:3:size(A,2)
    my3DArray(:,:,1+(n-1)/3) = A(:,n:n+2);
end
% For accessing:
my3DArray(:,:,1); % = A1

最好的选择是不要在内存中复制A，而是根据需要直接索引它，或者使用如上所示的辅助函数。

使用匿名函数

如果这是一个常见的索引操作，您可以创建一个函数，它基本上可以让您以简写形式编写。用@() 表示法编写的内联函数称为匿名函数。

% Create A
A = repmat(1:9, 9, 1);
% Create helper function
An = @(n) A(:,(n-1)*3+1:n*3);
% For accessing:
An(1); % An(1) = [1 2 3; 1 2 3; ...]

但是，您不能使用此分配。

An(1) = [11 12 13; 11 12 13; ...] % wont work

如果您更改A 然后尝试使用它，您可能会感到惊讶。

% Change A
A = repmat(11:19, 9, 1); % A = [11 12 13 14 15 16 17 18 19; 11 12 ...]
% indexing
An(1); % An(1) = [1 2 3; 1 2 3; ...] not the new values!!

为了绕过第二点，我们还可以将A 传递给辅助函数：

An = @(M,n) M(:,(n-1)*3+1:n*3);
A = repmat(1:9, 9, 1);
An(A,1); % An(1) = [1 2 3; 1 2 3; ...];
A = repmat(11:19, 9, 1);
An(A,1); % An(1) = [11 12 13; 11 12 13; ...]; as desired!

使用`eval`

您可以像这样轻松地分配变量

% Create some 9x9 matrix A
A = repmat(1:9, 9, 1);
% Loop through A, create A1, A2, ...
for n = 1:3:size(A,2)
    eval(['A', num2str(1+(n-1)/3), ' = A(:,n:n+2)']);
end
% Gives the result
% A1 = [1 2 3; 1 2 3; ...], A2 = [4 5 6; 4 5 6; ...], ...

这在 MATLAB 中是非常糟糕的做法

请阅读 Mathworks 在 avoiding eval 上发布的这篇文章。没有理由以这种方式设置变量优于 any 其他方法。

你不会知道你做了多少变量
你不会知道你生成的所有变量名
您在内存中复制了“大量数据”
当事情（不可避免地）出错时，eval 更难调试！

【讨论】：

【解决方案4】：

不要创建动态变量。如果确实需要，将reshapeA 转换成3D 数组，如下所示：

A = reshape(A,size(A,1),3,[]); 
%where 3 is the number of columns you want to extract at a time

【讨论】：

总结

使用元胞数组和 3D 矩阵

使用匿名函数

使用eval

这在 MATLAB 中是非常糟糕的做法

使用`eval`