如何在不先将 MATLAB 函数返回的数组分配给本地变量的情况下对其进行索引？

Question

例如，如果我想从magic(5)读取中间值，可以像这样做：

M = magic(5);
value = M(3,3);

我希望得到value == 13的值。我想做类似以下其中一种方式的操作：

value = magic(5)(3,3);
value = (magic(5))(3,3);

如何在不使用中间变量的情况下从数组/矩阵中读取值？但是，MATLAB在第一个括号之前出现 Unbalanced or unexpected parenthesis or bracket 的错误提示。

- Joe Kearney

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我还发现了以下关于这个主题的文章：http://www.mathworks.com/matlabcentral/newsreader/view_thread/280225。有人对此主题有新信息吗？它将被实现吗？ - user758294

这种语法在Octave中可以正常工作。当我的同事使用MATLAB运行我的代码时，我才发现了这个问题。请注意，不要更改原意。 - sffc

MATLAB简介。 - user76284

递归提取在Scilab（http://www.scilab.org）6版本及以上版本中也可以使用。 - Stéphane Mottelet

在Scilab上，testmatrix('magi', 5)(3, 3)和Octave上的magic(5)(3, 3)都能够完美运行！ - Foad S. Farimani

Answer 1

实际上，你想要的是可以做到的，但你需要使用索引运算符的函数形式。当你使用()进行索引操作时，实际上是在调用subsref函数。因此，即使你不能这样做：

value = magic(5)(3, 3);

你可以这样做：

value = subsref(magic(5), struct('type', '()', 'subs', {{3, 3}}));

难看，但是可行。;)

通常情况下，你只需要将索引步骤更改为函数调用，这样你就不会有两个紧随其后的括号集。另一种方法是定义自己的匿名函数来执行下标索引。例如：

subindex = @(A, r, c) A(r, c);     % An anonymous function for 2-D indexing
value = subindex(magic(5), 3, 3);  % Use the function to index the matrix

然而，说到底，临时本地变量的解决方案更易读，并且绝对是我建议的选择。

- gnovice

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哎呀，你知道吗！尽管我同意它很丑陋，而且可能比使用 temp-var 的解决方案更难读。但对于令人印象深刻的晦涩 Matlab 知识，我给一个加一分！ - second

很恶心，但是回答非常清晰。做得好！我应该猜到它有后门。我想我会继续使用临时变量。 - Joe Kearney

请记住，中间变量仍然完全创建了。因此，如果目的是通过不必创建临时局部变量来节省内存，那就没戏了。 - Sam Roberts

在像Matlab这样的严格求值语言中，你实际上无法避免这种情况。人们想要这样做的主要原因是为了简洁性/可读性，而不是为了节省内存。 - Mechanical snail

@SamRoberts：没错，但这确实可以避免你在临时变量上调用 clear 的麻烦（实际上没有人这样做）-- 临时变量往往会停留更长时间。 - Rody Oldenhuis

Answer 2

几天前，Matlab之美的这篇好博客文章提供了一些技巧，可能会有所帮助。特别是，使用类似于以下的辅助函数：

paren = @(x, varargin) x(varargin{:});
curly = @(x, varargin) x{varargin{:}};

可以像这样使用paren()

paren(magic(5), 3, 3);

将返回

ans = 16

我认为这比gnovice的答案更快，但我还没有检查（使用分析器！）。话虽如此，你也必须在某个地方包含这些函数定义。我个人已经将它们作为独立函数放在我的路径中，因为它们非常有用。

这些函数和其他函数现在都可以在“功能编程构造”附加组件中使用，可通过MATLAB Add-On Explorer或文件交换获得。

- T. Furfaro

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这是gnovice答案后半部分的稍微通用一些的版本；同样不错。 - Joe Kearney

myfunc().attr是什么情况？ - gerrit

@gerrit，at 命令有什么作用？而且 x.attr() 字段只有在你安装了数据库工具箱后才可用。 - T. Furfaro

@T.Furfaro 嗯？如果myfunc()返回一个包含属性attr的结构体，那么要访问attr目前需要这样做：S = myfunc(); S.attr。问题是我们是否可以有一个辅助函数，类似于paren和curly辅助函数，如getattr(myfunc(),'attr')。我不明白这与数据库工具箱有什么关系。 - gerrit

@gerrit 抱歉，我完全混淆了（我不知道你的“attr”是任意的 - 在数据库表中有一个明确定义的字段）。我相信你要找的是getfield()。 - T. Furfaro

Answer 3

你对使用未记录的功能有何感想：

>> builtin('_paren', magic(5), 3, 3)               %# M(3,3)
ans =
    13

或对于单元数组：

>> builtin('_brace', num2cell(magic(5)), 3, 3)     %# C{3,3}
ans =
    13

就像魔术一样 :)

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更新:

不好的消息是，上面的黑客方法在 R2015b 版本中不再适用！没关系，那是未记录的功能，我们不能将其作为受支持的特性来依赖它：）

对于那些想知道在哪里找到这种东西的人，请查看文件夹 fullfile(matlabroot,'bin','registry')。那里有一堆 XML 文件列出了各种好东西。请注意，直接调用其中一些函数可能会轻易地崩溃您的 MATLAB 会话。

- Amro

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@RodyOldenhuis：我现在不记得了，我猜我一定是在某个被埋藏的代码中读到的 ;) - Amro

冒号（:）操作符必须与英文单引号':'一起使用，以避免出现错误Undefined function or variable "builtin"。 - Dominik

@Dominik：对，比如你想切片第二列，那么代码就是：builtin('_paren', magic(5), ':', 2)（在某些情况下，直接使用冒号而不是引号，例如在命令提示符中直接运行而不是从函数内部运行时，它可以正常工作。我猜这是解析器中的一个错误！） - Amro

我不认为有什么方法可以在这里使用end啊？ - knedlsepp

@knedlsepp：不幸的是，在这种语法中整个end-trickery都不起作用，您必须在索引中明确指定。（大多数其他列出的答案也适用相同的限制） - Amro

Answer 4

至少在MATLAB 2013a中，您可以使用getfield命令：

a=rand(5);
getfield(a,{1,2}) % etc

获取 (1,2) 位置的元素

- Ian M. García

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这实际上是个不错的方法。有什么缺点吗？ - mmumboss

这是未记录的行为，这个功能在未来版本中可能会被取消而没有通知。除此之外没有任何不利影响。 - Daniel

截至MATLAB2017b版本，此功能已有文档记录。 - njs

如何获取输出的一列或一行？例如 a(1, :)。我尝试过 getfield(rand(5), {1, 1:5}) 和 getfield(rand(5), {1:5, 1})，它们可以正常工作，但不够优雅。 - ZR Han

@ZRHan：你可以使用getfield(rand(5), {1, ':'})。 - John

Answer 5

很遗憾，Matlab不支持像magic(5)(3,3)这样的语法。您需要使用临时中间变量。例如，您可以在使用后释放内存。

tmp = magic(3);
myVar = tmp(3,3);
clear tmp

- second

Answer 6

请注意，如果您使用标准方法比较运行时间（即分配结果，然后访问条目），则它们完全相同。

subs=@(M,i,j) M(i,j);
>> for nit=1:10;tic;subs(magic(100),1:10,1:10);tlap(nit)=toc;end;mean(tlap)

ans =

0.0103

>> for nit=1:10,tic;M=magic(100); M(1:10,1:10);tlap(nit)=toc;end;mean(tlap)

ans =

0.0101

在我看来，最重要的是：MATLAB没有指针，你必须接受这一点。

- titus

Answer 7

如果您创建一个新的函数，它可能会更简单：

function [ element ] = getElem( matrix, index1, index2 )
    element = matrix(index1, index2);
end

然后使用它：

value = getElem(magic(5), 3, 3);

- Vugar

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但这正是subref所做的...但以更一般的方式。 - Shai

是的，更一般化一些，但不够友善... 在我看来有点丑。 - Vugar

Answer 8

您最初的表示法是实现这个的最简洁方式：

M = magic(5);  %create
value = M(3,3);  % extract useful data
clear M;  %free memory

如果您在循环中执行此操作，每次都可以重新分配M并忽略clear语句。

- Andreas GS

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我同意这个更加简洁，而且在循环中进行清理是个好主意，正如你所说的，但问题具体是关于是否可以避免中间赋值的。 - Joe Kearney

clear语句会显著地减缓您的代码运行速度，除非M非常大且您在某些地方内存不足，否则最好将其省略。 - Cris Luengo

@JoeKearney 已经明白了。也许这是因为我在Matlab方面的初学者水平，但每个答案中都会计算出中间值，即使有些只是隐含地计算。这样做是正确的吗？无论如何，感谢您的反馈！ - Andreas GS

Answer 9

补充Amro的回答，你可以使用feval代替builtin。实际上并没有什么区别，除非你尝试重载操作符函数:

BUILTIN(...)与FEVAL(...)相同，只是它会调用原始的内置函数版本，即使已经存在重载的版本（为了使其工作，您必须永远不要重载BUILTIN）。

>> feval('_paren', magic(5), 3, 3)               % M(3,3)
ans =
    13

>> feval('_brace', num2cell(magic(5)), 3, 3)     % C{3,3}
ans =
    13

有趣的是，在Matlab 2013b中，feval似乎比builtin稍微快一点（约3.5％），这很奇怪，因为与builtin不同，feval需要检查函数是否被重载：

>> tic; for i=1:1e6, feval('_paren', magic(5), 3, 3); end; toc;
Elapsed time is 49.904117 seconds.
>> tic; for i=1:1e6, builtin('_paren', magic(5), 3, 3); end; toc;
Elapsed time is 51.485339 seconds.

- nirvana-msu

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这其实并不奇怪：MATLAB保留了已定义函数的列表，因此需要搜索的内容并不多。feval执行“正常”的操作，因此可以充分利用该列表。builtin必须在其他地方搜索，因此只能找到内置函数。很可能这种情况没有像“正常”情况那样进行优化，因为为什么要把钱投入到不经常使用的东西上呢？ - Cris Luengo