Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Зосима
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  

Пример матрично-логико-логарифмической магии

Запись от Зосима размещена 13.05.2014 в 17:57
Показов 3033 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: 915
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
Нейросеть на алгоритме "эстафета хвоста" как перспектива.
Hrethgir 06.05.2026
На десерт, когда запущу сервер. Статья тут https:/ / habr. com/ ru/ articles/ 1030914/ . Автор я сам, нейросеть только помогает в вопросах которые мне не известны - не знаю людей которые знали-бы. . .
Асинхронный приём данных из COM-порта
Argus19 01.05.2026
Асинхронный приём данных из COM-порта Купил на aliexpress термопринтер QR701. Он оказался странным. Поключил к Arduino Nano. Был очень удивлён. Наотрез отказывается печатать русские буквы. Чтобы. . .
попытка написать игровой сервер на C++
pyirrlicht 29.04.2026
попытка написать игровой сервер на плюсах с открытым бесконечным миром. возможно получится прикрутить интерпретатор питон для кастомизации игровой логики. что есть на текущий момент:. . .
Контроль уникальности выбранного документа-основания при изменении реквизита
Maks 28.04.2026
Алгоритм из решения ниже разработан на примере нетипового документа "ЗаявкаНаРемонтСпецтехники", разработанного в КА2. Задача: уведомлять пользователя, если указанная заявка (документ-основание). . .
Благородство как наказание
Maks 24.04.2026
У хорошего человека отношения с женщинами всегда складываются трудно. А я человек хороший. Заявляю без тени смущения, потому что гордиться тут нечем. От хорошего человека ждут соответствующего. . .
Валидация и контроль данных табличной части документа перед записью
Maks 22.04.2026
Алгоритм из решения ниже реализован на примере нетипового документа, разработанного в КА2. Задача: контроль и валидация данных табличной части документа перед записью с учетом регламента компании. . .
Отчёт о затраченных материалах за определенный период с макетом печатной формы
Maks 21.04.2026
Отчёт из решения ниже размещён в конфигурации КА2. Задача: разработка отчёта по затраченным материалам за определённый период, с возможностью вывода печатной формы отчёта с шапкой и подвалом. В. . .
Отчёт о спецтехнике находящейся в ремонте
Maks 20.04.2026
Отчёт из решения ниже размещен в конфигурации КА2. Задача: отобразить спецтехнику, которая на данный момент находится в ремонте. Есть нетиповой документ "Заявка на ремонт спецтехники" который. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru