Matlab中是否有类似于Numpy广播的功能？

Question

我正在尝试在Matlab中将一个大小为3的向量从一个3*(一个很大的数字)矩阵的每一列中减去。当然，我可以使用循环，但我正在尝试寻找一些更有效的解决方案，有点像numpy广播。哦，我不能使用repmat，因为我没有足够的内存来使用它（因为它会创建另一个3*（一个很大的数字）的矩阵）...

这是否可能？

- antony

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正如最近的一个回答所指出的那样，Matlab R2016b似乎已经将广播作为一项标准功能添加进去了。(https://nickhigham.wordpress.com/2016/09/20/implicit-expansion-matlab-r2016b/) - Charlie Parker

Answer 1

其他答案有些过时了——Matlab R2016b似乎已经成为标准功能添加了广播。该博客文章中与问题匹配的示例：

>> A = ones(2) + [1 5]'
A =
     2     2
     6     6

- Nathaniel J. Smith

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2016b版本还有其他令人惊叹的新功能，比如一流的字符串（https://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/create-string-arrays.html），可以用“+”连接。哦，我只是在说反话 :-) - antony

注意：广播是很好的，但有时你得不到你想要的。我刚花了4个小时追踪我的代码中的错误：x=(1-A+K*C)^-1; % A是一个nxn矩阵。MATLAB不知道我想要单位矩阵！（分享给其他人的利益）。 - Bill

Answer 2

循环在MATLAB中不再是坏事，这要归功于编译器优化，例如即时加速（JITA）。大部分时间，我发现使用循环的解决方案在当前版本的MATLAB中比复杂的一行代码（尽管很酷:D）要快得多。

bsxfun可能会有所帮助但是根据我的经验，它也可能存在内存问题，但比repmat少。

因此，语法将是：

AA = bsxfun(@minus,A,b)其中b是向量，A是您的大矩阵

但我建议您对循环版本进行分析，然后再决定！由于内存限制，您可能没有选择 :)

- Jacob

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你对 BSXFUN 的想法可能是正确的。它仍然会有内存问题，但我相信它通常比使用 REPMAT 做得稍微好一点。 - gnovice

我喜欢bsxfun的原因是在2010a和2010b版本中，它可以本地多线程运行您的代码，从而提高性能，而且不需要太多干预。 - JudoWill

@JudoWill：太好了！我一直在寻找反对repmat的明确案例——你有相关文档吗？ - Jacob

也许你可以通过这个链接：http://www.mathworks.com/support/solutions/en/data/1-4PG4AN/?solution=1-4PG4AN 来了解，正如你所看到的，只有当矩阵足够大时，多线程才会启动。 - Amro

正如较新的答案之一所指出的那样，Matlab R2016b似乎已经将广播作为标准功能添加进去了。(https://nickhigham.wordpress.com/2016/09/20/implicit-expansion-matlab-r2016b/) - Charlie Parker

Answer 3

我不确定这样做是否会加快代码运行速度，但从向量中减去标量不会出现内存问题。由于您的矩阵大小非常不对称，在短维上使用for循环的开销可以忽略不计。

因此也许

matout = matin;
for j = 1:size(matin, 1) %3 in this case
     matout(j,:) = matin(j,:) - vec_to_subtract(j);
end

当然，您可以直接在原地进行操作，但我不知道您是否想保留原始矩阵。

- Marc

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实际上，for循环在大维度上（因为我正在从大小为3的向量中减去大小为3 *（很多）的数组的每一列），所以这就是我害怕for循环的原因。 - antony

这样想——将数组分成大小为1xN的3个向量。然后从每个向量中减去相应的标量。因此，for循环沿着短维度进行。 - Marc

Answer 4

实际上，似乎http://www.frontiernet.net/~dmschwarz/genops.html（使用mex文件进行运算符重载）也可以解决这个问题，尽管我还没有测试过。

- antony