从 3D 元胞数组转换为一组 2D 矩阵

Question

我有一个指定为 A{s,i,h} 的 3D 元胞数组，在我的脚本的嵌套循环部分期间用作大量数值数据的存储。一些单元格条目将为空白 [ ]，而其余部分由数字组成 - 单数或数组（1 x 10 双等）：

我想将此元胞数组转换为一组二维矩阵。

具体来说，h 的每个值对应一个单独的矩阵（h 始终等于 1:3），每个矩阵中的一列对应 s 的每个值。每列将包含所有组合的数字数据 - 它不需要用 i 分隔。

我该怎么做？我通常以这种形式处理 3D 单元格数组以生成单独的矩阵（每个 h 值对应一个矩阵），使用如下所示：

lens = sum(cellfun('length',reshape(A,[],size(A,3))),1);
max_length = max(lens);
mat = zeros(max_length,numel(lens));
mask = bsxfun(@le,[1:max_length]',lens);
mat(mask) = [A{:}];
mat(mat==0) = NaN;
mat = sort(mat*100);
Matrix1 = mat(~isnan(mat(:,1)),1);
Matrix2 = mat(~isnan(mat(:,2)),2);
Matrix3 = mat(~isnan(mat(:,3)),3);

但是在这种情况下，每个矩阵只有一列。我在向每个输出矩阵添加多列时遇到问题。

Answer 1

蛮力方法：

[num_s, num_i, num_h] = size(A);
cellofmat = cell(num_h,1);
for matrix = 1:num_h
    sizemat = max(cellfun(@numel, A(:,1,matrix)));
    cellofmat{matrix} = nan(sizemat, num_s);
    for column = 1:num_s
        lengthcol = length(A{column, 1, matrix});
        cellofmat{matrix}(1:lengthcol, column) = A{column, 1,matrix};
    end
end
Matrix1 = cellofmat{1};
Matrix2 = cellofmat{2};
Matrix3 = cellofmat{3};

我不知道您的实际结构是什么样的，但这适用于使用以下步骤设置的 A。

A = cell(20,1,3);
for x = 1:3
    for y = 1:20
        len = ceil(rand(1,1) * 10);
        A{y,1,x} = rand(len, 1);
    end
end

Answer 2

1。以矩阵元胞数组的形式产生结果（根据要求）

这是一种可能的方法。我不得不使用一个 for 循环。但是，如果您接受 3D 数组结果而不是 2D 数组的元胞数组，则可以轻松避免循环。请参阅答案的第二部分。

如果您按照代码中的注释检查每一步的结果，就很容易看出它是如何工作的。

%// Example data
A(:,:,1) = { 1:2, 3:5, 6:9; 10 11:12 13:15 };
A(:,:,2) = { 16:18, 19:22, 23; 24:28, [], 29:30 };

%// Let's go
[S, I, H] = size(A);
B = permute(A, [2 1 3]); %// permute rows and columns
B = squeeze(mat2cell(B, I, ones(1, S), ones(1, H))); %// group each col of B into a cell...
B = cellfun(@(x) [x{:}], B, 'uniformoutput', false); %// ...containing a single vector
t = cellfun(@numel, B); %// lengths of all columns of result
result = cell(1,H); %// preallocate
for h = 1:H
    mask = bsxfun(@le, (1:max(t(:,h))), t(:,h)).'; %'// values of result{h} to be used
    result{h} = NaN(size(mask)); %// unused values will be NaN
    result{h}(mask) = [B{:,h}]; %// fill values for matrix result{h}
end

本例中的结果：

A{1,1,1} =
     1     2
A{2,1,1} =
    10
A{1,2,1} =
     3     4     5
A{2,2,1} =
    11    12
A{1,3,1} =
     6     7     8     9
A{2,3,1} =
    13    14    15
A{1,1,2} =
    16    17    18
A{2,1,2} =
    24    25    26    27    28
A{1,2,2} =
    19    20    21    22
A{2,2,2} =
     []
A{1,3,2} =
    23
A{2,3,2} =
    29    30

result{1} =
     1    10
     2    11
     3    12
     4    13
     5    14
     6    15
     7   NaN
     8   NaN
     9   NaN
result{2} =
    16    24
    17    25
    18    26
    19    27
    20    28
    21    29
    22    30
    23   NaN

2。 3D数组形式的结果

如上所述，使用 3D 数组存储结果可以避免循环。在下面的代码中，最后三行替换了答案第一部分中使用的循环。其余代码相同。

%// Example data
A(:,:,1) = { 1:2, 3:5, 6:9; 10 11:12 13:15 };
A(:,:,2) = { 16:18, 19:22, 23; 24:28, [], 29:30 };

%// Let's go
[S, I, H] = size(A);
B = permute(A, [2 1 3]); %// permute rows and columns
B = squeeze(mat2cell(B, I, ones(1, S), ones(1, H))); %// group each col of B into a cell...
B = cellfun(@(x) [x{:}], B, 'uniformoutput', false); %// ...containing a single vector
t = cellfun(@numel, B); %// lengths of all columns of result
mask = bsxfun(@le, (1:max(t(:))).', permute(t, [3 1 2])); %'// values of result to be used
result = NaN(size(mask)); %// unused values will be NaN
result(mask) = [B{:}]; %// fill values

这给出（与第一部分的结果比较）：

>> result
result(:,:,1) =
     1    10
     2    11
     3    12
     4    13
     5    14
     6    15
     7   NaN
     8   NaN
     9   NaN
result(:,:,2) =
    16    24
    17    25
    18    26
    19    27
    20    28
    21    29
    22    30
    23   NaN
   NaN   NaN

从 3D 元胞数组转换为一组 2D 矩阵

Conversion from 3D cell array to a set of 2D matrices

arrays

matlab

matrix

cell-array

1。以矩阵元胞数组的形式产生结果（根据要求）

2。 3D数组形式的结果