MATLAB 中是否有 foreach 循环？如果有，当基础数据发生变化时它会如何表现？

Question

在MATLAB中，是否有foreach结构？如果有，如果基础数据发生变化（例如，如果向集合中添加对象），会发生什么？

- Kip

Answer 1

MATLAB的FOR循环是静态的；在迭代之间，您无法修改循环变量，这与其他语言中的for(initialization;condition;increment)循环结构不同。这意味着以下代码始终打印1、2、3、4、5，而不管B的值如何。

A = 1:5;

for i = A
    A = B;
    disp(i);
end

如果您希望在迭代过程中能够响应数据结构的更改，WHILE 循环可能更加合适 --- 您将能够在每次迭代时测试循环条件，并根据需要设置循环变量的值：

n = 10;
f = n;
while n > 1
    n = n-1;
    f = f*n;
end
disp(['n! = ' num2str(f)])

顺便提一下，在迭代过程中修改数据结构时，Java（以及可能其他语言）的for-each循环会产生未指定的行为。如果需要修改数据结构，应该使用适当的Iterator实例，允许在正在迭代的集合中添加和删除元素。好消息是MATLAB支持Java对象，因此您可以像这样做：

A = java.util.ArrayList();
A.add(1);
A.add(2);
A.add(3);
A.add(4);
A.add(5);

itr = A.listIterator();

while itr.hasNext()

    k = itr.next();
    disp(k);

    % modify data structure while iterating
    itr.remove();
    itr.add(k);

end

- Zach Scrivena

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如果B未定义，你的第一个例子不会打印1-5。它会打印“未定义函数或变量'B'”。 - Kleist

对于第一个例子，请确保A是一行向量，而不是列向量。如果A是一个矩阵，那么每个k将会是该矩阵的一个列向量。因此，如果需要的话，请转置(A')或向量化(A(:)')。 - yuk

我认为在.m文件中使用类似Java的代码不应该是你首选的方式来处理Matlab。 - bobobobo

来自未来的问候；我们带来了大量解决迭代器失效问题的方案。 - Dmytro

Answer 2

关于问题的直接回答，Zach是正确的。

有趣的是，以下两个循环并不执行相同的操作:

for i=1:10000
  % do something
end
for i=[1:10000]
  % do something
end

第一个循环创建了一个标量变量 i，它的迭代方式类似于 C 的 for 循环。请注意，如果您在循环体内修改 i，则修改后的值将被忽略，如 Zach 所述。第二种情况下，Matlab 创建一个包含10k个元素的数组，然后遍历该数组的所有元素。

这意味着什么是，

for i=1:inf
  % do something
end

功能正常，但

for i=[1:inf]
  % do something
end

这个操作不可行（因为这需要分配无限的内存）。详情请参见Loren的博客。

此外，请注意您可以遍历单元数组。

- Mr Fooz

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是的，当我遇到这个问题时，我也感到惊讶。实际上，在许多地方都进行了数组优化。如果您使用括号表示法，有时您会在Matlab编辑器中看到性能警告，告诉您它认为如果您允许它，它可以优化掉数组分配。 - Mr Fooz

我听说Matlab现在有惰性求值。如果没有，我们确实有技术来实现它们。 - Dmytro

Answer 3

MATLAB的for循环基本上允许极大的灵活性，包括foreach功能。以下是一些示例：

1）定义开始、增量和结束索引

for test = 1:3:9
   test
end

2) 循环遍历向量

for test = [1, 3, 4]
   test
end

3) 循环字符串

for test = 'hello'
   test
end

4) 循环遍历一维单元数组

for test = {'hello', 42, datestr(now) ,1:3}
   test
end

5）循环遍历一个二维细胞数组

for test = {'hello',42,datestr(now) ; 'world',43,datestr(now+1)}
   test(1)   
   test(2)
   disp('---')
end

6) 使用结构数组的字段名

s.a = 1:3 ; s.b = 10  ; 
for test = fieldnames(s)'
   s.(cell2mat(test))
end

- BHF

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注意，使用cell数组时，它会按列迭代。 - Evgeni Sergeev

Answer 4

如果您正在尝试循环遍历一个单元数组并对每个元素应用某些操作，请查看cellfun。此外还有arrayfun、bsxfun和structfun可以简化您的程序。

- Loren

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尽管从我的经验来看，它们的性能与编写for循环相当或更差，但外观更好，而且谁知道它们未来可能会改善。 - user677656

Answer 5

哦！很棒的问题。

Matlab 的 for 循环输入一个矩阵，并迭代其列。 Matlab 也通过值处理几乎所有内容（不支持传递引用），因此我期望它会对 for 循环的输入进行快照，使其成为不可变的。

下面是一个可能有助于说明的示例：

>> A = zeros(4); A(:) = 1:16

A =

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

>> i = 1; for col = A; disp(col'); A(:,i) = i; i = i + 1; end;
     1     2     3     4

     5     6     7     8

     9    10    11    12

    13    14    15    16

>> A

A =

     1     2     3     4
     1     2     3     4
     1     2     3     4
     1     2     3     4

- Jason S

Answer 6

当迭代字符串的单元格数组时，循环变量（我们称之为f）变成了一个单元格数组。到处写f{1}变得繁琐，修改循环变量提供了一种简洁的解决方法。

% This example transposes each field of a struct.
s.a = 1:3;
s.b = zeros(2,3);
s % a: [1 2 3]; b: [2x3 double]
for f = fieldnames(s)'
    s.(f{1}) = s.(f{1})';
end
s % a: [3x1 double]; b: [3x2 double]

% Redefining f simplifies the indexing.
for f = fieldnames(s)'
    f = f{1};
    s.(f) = s.(f)';
end
s % back to a: [1 2 3]; b: [2x3 double]

- ekorn

Answer 7

假设您有一个数据数组：

n = [1    2   3   4   6   12  18  51  69  81  ]

然后你可以像这样“foreach”它：

for i = n, i, end

这将回显n中的每个元素（当然，替换i为更有趣的内容也是可能的！）

- Skidder

Answer 8

截至今天（2月27日），MATLAB文件交换平台上有一个新的For-Each工具箱，可以实现foreach的概念。虽然foreach不是MATLAB语言的一部分，但使用这个工具箱可以模拟foreach的功能。请点击链接查看更多信息。

- Dang Khoa

Answer 9

我认为这是原帖作者真正想要的：

array = -1:0.1:10

for i=1:numel(array)
    disp(array(i))
end

- tirth

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这只会打印出10，因为numel(array)返回的是数组中元素的数量。也许你想要的是1:numel(array)？ - Kleist

for i = -1:0.1:10; disp(i); end; 这样不是更好吗？ - Oriol