作者:MAT,发布日期:2020-02-05
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当我第一次用matlab语言编写一个工程项目时,发现自己编写的脚本里循环特别多,导致编程效率很低,这让我特别苦恼。有一次导师让我阅读他编写的一个Matlab脚本,并按照新要求对其进行更改。我发现脚本里多次用到find()函数,猛然间豁然开朗,原来有大部分循环可以用find()函数解决!对我而言,find()函数是我从Matlab小白开始进阶的标志,仅以此文,献给find()函数!

[1] find()函数基本功能

find()函数的基本功能是返回向量或者矩阵中不为0的元素的位置索引。

>> X = [1 0 4 -3 0 0 0 8 6];
>> ind = find(X)
ind =
     1     3     4     8     9

其有多种用法,比如返回前k的不为0的元素:

>> ind = find(X,2)
   ind =
         1     3

也可以写成:

>> ind = find(X,2,'first')
   ind =
         1     3

返回后k个不为0的元素:

>> ind = find(X,2,'last')
   ind =
         8     9

若X是一个矩阵,索引该如何返回呢?

>> X = [1 -3 0;0 0 8;4 0 6]
X =
     1    -3     0
     0     0     8
     4     0     6
>> ind = find(X)
ind =
     1
     3
     4
     8
     9

这是因为在Matlab在存储矩阵时,是一列一列存储的,我们可以做一下验证:

>> X(4)
   ans =
   
        -3

假如你需要按照行列的信息输出该怎么办呢?

>> [r,c] = find(X)
r =
     3
     2
c =
     1
     3

如果你还需要输出具体的元素值:

>> [r,c,v] = find(X)
r =
     1
     3
     1
     2
     3
c =
     1
     1
     2
     3
     3
v =
     1
     4
    -3
     8
     6

[2] 进阶技巧

  (1)find()函数的功能是找到向量或者矩阵中不为0的元素,那如果需要找到其中满足一定条件的元素,比如,等于4的元素该怎么办呢?

>> X = [1 0 4 -3 0 0 0 8 6];
>> ind = find(X == 4)
ind =
     3


在Matlab中,有一个logical数据类型,和C++中的bool值相同。find()函数将logical值0也视为数值0,logical值1视为数值1,因此可以用上面的方法找到矩阵中满足一定条件的元素。

  (2)在程序中,我们经常会以向量中是否包含某一元素为判断条件,比如X中是否有等于9的元素,这时也可以应用find()函数:

>> if isempty(find(X == 9))
        log = 0
    else
        log = 1
    end
log =

这里需要补充说明下,当输入中没有非0元素时,findf()返回一个空数组。

  [3] 高级技巧

  在进阶技巧(2)中,假如向量X的阶数很高,比如1000万维,如果我们用上面的方法,运行速度会很慢。仔细分析这个语句,我们其实并不希望找到X中等于9的全部元素,我们只想找到其中是否有等于9的元素,所以,我们只需作如下更改:

isempty(find(X == 9,1))

我们做一个小实验:

X = randi(100,1,10000000);
tic
for i = 1:100
    isempty(find(X == 9));
end
toc

输出是:

Elapsed time is 1.954537 seconds.

更改后:

X = randi(100,1,10000000);
tic
for i = 1:100
    isempty(find(X == 9,1));
end
toc

输出为:

Elapsed time is 0.757994 seconds.

运行效率约是原来的2.5倍。

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