如何在Matlab中不复制就能求出子矩阵

Question

我有一个很大的矩阵，我需要从遍及整个大矩阵的滑动窗口中提取一个小矩阵，但在操作过程中，提取的矩阵的内容不会改变，所以我想提取子矩阵，而不是创建新的副本，而只是像C指针一样指向大矩阵的一部分。我该怎么做呢？请帮帮我，非常感谢:)

Answer 1

我做了一些基准测试，以测试不使用显式临时矩阵是否更快，它可能不是：

function move_mean(N)
M = randi(100,N);
window_size = [50 50];
dir_time = timeit(@() direct(M,window_size))
tmp_time = timeit(@() with_tmp(M,window_size))
end

function direct(M,window_size)
m = zeros(size(M)./2);
for r = 1:size(M,1)-window_size(1)
    for c = 1:size(M,2)-window_size(2)
        m(r,c) = mean(mean(M(r:r+window_size(1),c:c+window_size(2))));
    end
end
end

function with_tmp(M,window_size)
m = zeros(size(M)./2);
for r = 1:size(M,1)-window_size(1)
    for c = 1:size(M,2)-window_size(2)
        tmp = M(r:r+window_size(1),c:c+window_size(2));
        m(r,c) = mean(mean(tmp));
    end
end
end

对于大小为100*100的M：

dir_time =
      0.22739
tmp_time =
      0.22339

所以看起来使用临时变量只会让你的代码更易读，而不是更慢。

Answer 2

在这个答案中，我描述了通常情况下的“最佳”解决方案。对于这个答案，我将“最佳”定义为可读性最好，而不会对性能造成重大影响。(部分由现有答案显示)。

基本上，你可能会遇到两种情况。

1.您多次使用您的子矩阵

在这种情况下，通常最好的解决方案是创建一个包含子矩阵的临时变量。

A = M(rmin:rmax, cmin:cmax)

可能有办法绕过它(定义一个函数/匿名函数，为您索引到矩阵中)，但一般来说，这不会让您满意。

2.你只用了你的子矩阵一次

在这种情况下，最好的解决方案通常就是您在评论中提到的：

M(rmin:rmax, cmin:cmax)

子矩阵只使用一次的特定情况是，它被传递给一个函数一次。当然，子矩阵的内容可能会在该函数中多次使用，但这是不相关的。