Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Зосима
Войти
Регистрация
Восстановить пароль

Пример матрично-логико-логарифмической магии

Запись от Зосима размещена 13.05.2014 в 17:57
Показов 3138 Комментарии 0

Благодаря матричной ориентации вычислений в MATLAB некоторые алгоритмы можно реализовать всего в несколько строк!
Пример изящества MATLAB-a.

Задание: "Найти сколько раз числа из массива A встречаются в массиве B"
B = [4 5 1 0 4 2 3 4 2 2 4 0 0 4 0 5 2 3 4 3 5 3 1 2 0 3 3 3 1 0 0 0 0 5 3 0 2 2 4 2];
A = [0 1 2 3 4 5];

В традиционных ЯП эта задача решается при помощи двойного цикла:
Matlab M
1
2
3
4
5
6
7
8
N = zeros(size(A));
for i = 1:length(A) % пробегаем по всем элементам массива А
    for j = 1:length(B) % пробегаем по всем элементам массива В
        if B(j)==A(i) % если элементы равны
            N(i) = N(i) + 1; % увеличиваем счетчик
        end
    end
end
Однако MATLAB позволяет получить результат в одну(!) строку:
Matlab M
1
N = sum( abs( log(exp(B)'*exp(-A)) )<=1e-15 )
которые можно разбить на три действия:
Matlab M
1
2
3
R = log(exp(B)'*exp(-A)); % формируется матрица разностей R(i,j) = B(j)-A(i)
L = abs( R )<=1e-10 % логическая матрица, 1 - там где модуль разности меньше порогового значения
N = sum( L ) % суммы столбцов, они равны искомому количеству
Пояснение по первому действию можно посмотреть тут
Во втором из-за конечной точности вычислений разность равных чисел не всегда строго равна нулю, поэтому приходится сравнивать с порогом.
По третьему - это обработка логических векторов, о которых я уже писал


Если массив А - уникальные элементы массива В, то можно получить вероятности появлений элементов, а также отсортировать их:
Matlab M
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
clear, clc
B = randint(1,20,[0 9]) % случайный вектор
A = unique(B) % уникальные элементы
 
% вероятности появления элементов
P = sum( abs( log(exp(B)'*exp(-A)) )<=1e-15 ) / length(B)  
[p ii] = sort(P,'descend'); % сортируем по убыванию
a = A(ii); % модифицируем массив А в соответствии с сортировкой
% отображаем массивы:
a 
p
Думаю не секрет, что таким же макаром можно обрабатывать текст, т.е. массивы кодов ASCII


Также подобное задание: "Найти числа, которые встречаются в массиве ровно 2 раза" можно решить так:
Matlab M
1
2
3
4
5
6
B = randint(1,20,[0 9]) % случайный вектор
A = unique(B) % уникальные элементы
 
% индексы элементов, которые встречаются дважды:
idx = sum( abs( log(exp(B)'*exp(-A)) )<=1e-15 ) == 2; 
z = A(idx) % элементы, которые встречаются дважды

Однако, как показали испытания, затраты времени на обработку матриц при всей заточке матлаба на них, оказались выше, чем для циклов!
(правда может это только на моем тракторе)
Тестовая программа
Matlab M
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
clear, clc
 
n = fix(logspace(2,6,10));
 
for k = 1:length(n)
    % задаем случайные вектора
    x = randint(1,n(k),[0 9]);
    a = unique(x);
    
    % матричный метод
    tic
    N1 = sum( abs( log(exp(x)'*exp(-a)) )<=1e-15 );
    t1(k) = toc;
    
    % цикл
    tic
    N2 = zeros(size(a));
    for i = 1:length(a)
        for j = 1:length(x)
            if x(j)==a(i)
                N2(i) = N2(i) + 1;
            end
        end
    end
    t2(k) = toc;
    
    if any(N1~=N2), disp('Ошибка!'), end % на всякий пожарный
end
 
loglog(n,t1,'r',n,t2,'b','linew',2)
xlabel('Длинна массива В')
ylabel('Время вычислений, с')
grid on
legend('Матричный метод','цикл')
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 01F.png
Просмотров: 941
Размер:	13.6 Кб
ID:	2348
Размещено в Без категории
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
Всего комментариев 0
Комментарии
 
Новые блоги и статьи
Hyper-V: Компьютер должен поддерживать доверенный платформенный модуль 2.0.
Maks 31.08.2026
При установке Windows 11 на виртуальную машину Hyper-V 2-го поколения вылезла такая ошибка: Решение: в параметрах виртуальной машины, в разделе "Безопасность" (Security) активировать флаг. . .
Архитектура биовида Стива в Майнкрафте: Зачем бонобо кубический каннибализм
anaschu 30.08.2026
Кубический Вагинокапитализм в Minecraft: Математический инвариант ОДУ и рок Стивов-бонобо Главная задача разработанной «Модели Всего» — наглядно продемонстрировать наличие системной «судьбы». . .
Оттачиваю умение писать js программы.
russiannick 30.08.2026
Проектом выходного дня стало написание Книги шифров Виженера. Итогом стала версия 200, синий туман. Синий туман назван так, потому что замораживает текст под собой. Нажатие синих кнопок управляют. . .
мат медиц модель 30. презентация проекта
anaschu 27.08.2026
хоп хоп хоп хидахоп, а я кладую))
Как у меня протекала болезнь
zorxor 27.08.2026
Здравствуйте, друзья! Эта запись блога предназначена именно для вас - для моих дорогих друзей, которые знали меня лично. Чтобы ответить на вопрос - а что же со мной произошло на самом деле? Я учился. . .
Нашел вот забавное видео о измерениях. Лучшее что я видел на эту тему
kumehtar 26.08.2026
ILETXiw9bMQ Основная суть и тезисы по измерениям: 0D (Нулевое измерение): точка, не имеющая длины, ширины, высоты или объема. Объект не может перемещаться в 0D. 1D (Первое измерение):. . .
[EasyBuilder Pro] Памятка по разработке для панелей Weintek
ФедосеевПавел 26.08.2026
Памятка по разработке для панелей Weintek ВВЕДЕНИЕ Ранее, при реализации проектов основное внимание уделял разработке управляющей программы для контроллера, а панели оператора доставалось время. . .
Модель по догадкам
anaschu 25.08.2026
Прошло две недели. Я уже рассказывал, как разговаривал с сотрудниками у сортировки и как понял, что главная ветка — не про приёмку, а про отбор. Но тогда я думал, что понял механику. На этой неделе я. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru