从多个嵌套循环中退出的惯用方式？

Question

MATLAB documentation 描述了 break 关键字：

• break 终止 for 或 while 循环的执行。 break 语句之后的循环中的语句不执行。
• 在嵌套循环中，break 仅从它发生的循环中退出。控制权传递给循环结束后的语句。

（我的重点）

如果你想退出多个嵌套循环怎么办？其他语言（例如 Java）提供 labelled breaks，允许您指定控制流的传输位置，但 MATLAB 缺少这种机制。

考虑以下示例：

% assume A to be a 2D array

% nested 'for' loops
for j = 1 : n
  for i = 1 : m
    if f(A(i, j)) % where f is a predicate
      break; % if want to break from both loops, not just the inner one
    else
      % do something interesting with A
    end
  end
  % <--- the break transfers control to here...
end
% <--- ... but I want to transfer control to here

退出两个循环的惯用方式（在 MATLAB 中）是什么？

Answer 1

对于您的原始 特定示例，我会说，而不是使用线性索引和单个循环：

%// sample-data generation
m = 4;
n = 5;
A = rand(m, n);
temp = 0;

for k = 1:numel(A)
    if A(k) > 0.8 %// note that if you had switched your inner and outer loops you would have had to transpose A first as Matlab uses column-major indexing
      break; 
    else
      temp = temp + A(k);
    end
end

或实际上相同（但分支较少）：

for k = 1:numel(A)
    if A(k) <= 0.8 %// note that if you had switched your inner and outer loops you would have had to transpose A first as Matlab uses column-major indexing
      temp = temp + A(k);
    end
end

我认为这个答案会因情况而异，并且没有通用的一种尺寸适合所有惯用正确的解决方案，但我会根据您的问题以下列方式处理它（注意这些都假设矢量化解决方案不实用，因为这是显而易见的首选）

1. 减少嵌套的尺寸，不使用breaks 或只使用一个break（即如上所示）。
2. Don't use break at all 因为除非你的谓词计算很昂贵并且你的循环有很多迭代，否则最后那些额外的迭代实际上应该是免费的。
3. 失败了set a flag and break at each level。
4. 或者最后将你的循环包装成一个函数并调用return而不是break。

Answer 2

据我所知，没有内置这样的功能。但是，在大多数情况下，matlab 不需要嵌套循环，因为它支持矢量化。在向量化不起作用的情况下，循环大多是长而复杂的，因此多次中断不会显着影响可读性。如评论中所述，您实际上并不需要嵌套循环。矢量化可以解决问题，

m = 5;
n=4;
x = rand(m,n);
tmp = find(x>0.8, 1, 'first');
if (isempty(tmp))
   tmp = m*n+1;
end
tmp = tmp-1;
tot = sum(x(1:tmp));

当然可能有人声称 for 循环不再一定很慢，但事实仍然是 Matlab 的列很重，并且在大多数情况下使用多个循环将包括在非最佳维度上循环。矢量化解决方案不需要这样做，因为它们可以使用避免此类循环的智能方法（如果输入是行向量，这当然不成立，因此避免这种情况也很好）。

Answer 3

使用 Python（或您选择的毒药）的最佳惯用方式并忘记这一切，但这是另一回事。此外，我不再同意其他答案的矢量化声明。最近的 matlab 版本可以很快地处理 for 循环。你可能会感到惊讶。

我个人的偏好是故意引发异常并将其包含在 try 和 catch 块中。

% assume A to be a 2D array
A = rand(10) - 0.5;
A(3,2) = 0;

wreaker = MException('Loop:breaker','Breaking the law');

try
    for j = 1 : size(A,1)
        % forloop number 1
        for i = 1 : size(A,2)
            % forloop number 2
            for k = 1:10
                % forloop number 3
                if k == 5 && j == 3 && i == 6
                    mycurrentval = 5;
                    throw(wreaker)
                end
            end
        end
    end
catch
    return % I don't remember the do nothing keyword for matlab apparently
end

您可以更改 try catch 缩进的位置以退回到您选择的循环。此外，通过杀死小猫，您可以编写自己的异常，以便它们根据巢数标记异常，然后您可以监听它们。在我看来，尽管仍然比带有 if 子句的计数器或自定义变量更漂亮，但丑陋无止境。

请注意，这正是 matlab 让很多人发疯的原因。它以非常相似的方式默默地抛出异常，并且您在经过时会为最后一个随机选择的函数得到一个无意义的错误，例如某些微分方程求解器中的大小不匹配等等。在阅读了很多 matlab 工具箱源代码后，我实际上学到了所有这些东西。