如何在Matlab中存储这种结构(整数列表)？

Question

我需要存储一个整数列表。例如，X[1]应该能够包含[1 3 5]，而X[2]可以包含[1 2]。什么是最好的解决方案？细胞阵列？

背后的故事：

对于一个项目，我预先计算了N行和M立方体之间的交点.检索这些数据的方式有两种:给定一个行索引，我想要一个它通过的多维数据集列表，以及一个多维数据集索引，我想要一个通过它的行列表。

典型的值是N=2^24和M=2^18，这意味着不可能有一个交集矩阵(NxM)。幸运的是，平均线只通过M^(1/3)=2^6立方体。目前，我将结构存储为NxM^(1/3)矩阵，因此X(n,:)是第n行通过的立方体向量(填充为零)。

这对于检索给定列表索引的多维数据集很好，但事实证明，我代码的瓶颈是检索给定多维数据集索引的行。(我使用的是find(X==m)，其中m是多维数据集索引。)我不能创建相反的矩阵，因为通过单个立方体的行数可能很高，尽管它的平均值很低。

Answer 1

通常，单元格数组是正确的答案。这是最简单的例子。一些例子使用：

%Writes
X = {[1], [1 2 3], [1 2]};
X{4} = [1 2 3 4];

%Reads
a = X{1}
b = cat(2,X{:});
c = X([2 4]);

然而，这并不是唯一的答案。

您可以使用结构的数组，每个数组都有一个名为.indexes的字段(或者根据您的问题使用适当的名称)。如果您希望将其他信息附加到列表列表中，例如，多维数据集位置可以添加为.position字段，则这允许更多的灵活性。示例使用：

%Writes
X(1).indexes = 1;
X(2).indexes = [1 2 3];
X(3).indexes = [1 2];

%Reads
a = X(1).indexes
b = cat(2,X.indexes)
c = X([2 4]);

您还可以使用containers.Map对象。这与结构数组具有相同的优点，但在如何引用对象方面具有更大的灵活性。而当使用结构的数组是通过索引引用结构时，使用containers.Map对象可以使用任意数字(不是1附近的整数)或名称(对于2^24种情况不实用)来引用每个结构。这可能不是对您最好的答案，但对于参考示例，如下所示：

%Writes
X = containers.Map('keyType','uint32','valueType','Any');
X(1) = [1];
X(2) = [1 2 3];
X(3) = [1 2];
X(4) = [1 2 3 4];

%Reads
a = X(1);
b = cat(2,X.values);

最后，为此定义一对自定义类可能是值得的。这是一些更多的工作设置，但可能是最简单的方式，以获得恒定的时间查找您的预先计算的值。下面是一些让您开始沿着这条路径前进的代码。

%A start at cube.m.  Most of the code handles smartly reallocating the list of lines.
classdef cube < handle
    properties (SetAccess = private, GetAccess = public)
        numLines = 0
        intersectingLines = [];
    end
    methods (Access = public)
        function addLine(self, lineToAdd)
            if self.numLines == 0
                self.intersectingLines = lineToAdd;
                self.numLines = 1;
            elseif self.numLines>=length(self.intersectingLines)
                self.intersectingLines(length(self.intersectingLines)*2) = line();
                self.intersectingLines(self.numLines+1) = lineToAdd;
                self.numLines = self.numLines+1;
            else
                self.intersectingLines(self.numLines+1) = lineToAdd;
                self.numLines = self.numLines+1;
            end
        end
    end
end

%A start at line.m.  A near copy/paste of cube.m
    classdef line < handle
    properties (SetAccess = private, GetAccess = public)
        numCubes = 0
        intersectingCubes = [];
    end
    methods (Access = public)
        function addCube(self, cubeToAdd)
            if self.numCubes == 0
                self.intersectingCubes = cubeToAdd;
                self.numCubes = 1;
            elseif self.numCubes>=length(self.intersectingCubes)
                self.intersectingCubes(length(self.intersectingCubes)*2) = cube();
                self.intersectingCubes(self.numCubes+1) = cubeToAdd;
                self.numCubes = self.numCubes+1;
            else
                self.intersectingCubes(self.numCubes+1) = cubeToAdd;
                self.numCubes = self.numCubes+1;
            end
        end
    end 
end

要按编写的方式使用这些类，您需要成对调用add方法(后面的一个明显的升级是正确交叉添加)。同时(因为我很懒)，我们将定义一个助手函数。

function crossAdd(cube, line)
cube.addLine(line);
line.addCube(cube);

现在，示例用法是：

%Create two class arrays of cubes and lines
allCubes(1) = cube;
allCubes(2) = cube;
allCubes(3) = cube;
allCubes(4) = cube;

allLines(1) = line;
allLines(2) = line;
allLines(3) = line;
allLines(4) = line;

%Define links (matching above "writes" examples)
crossAdd(allCubes(1), allLines(1));
crossAdd(allCubes(2), allLines(1));
crossAdd(allCubes(2), allLines(2));
crossAdd(allCubes(2), allLines(3));
crossAdd(allCubes(3), allLines(1));
crossAdd(allCubes(3), allLines(2));
crossAdd(allCubes(4), allLines(1));
crossAdd(allCubes(4), allLines(2));
crossAdd(allCubes(4), allLines(3));
crossAdd(allCubes(4), allLines(4));

%Use linked values
aLines = allCubes(1).getLines   %Only one intersecting line
bLines = allCubes(2).getLines   %Three intersecting lines
cubesFromSecondLine = bLines(2).getCubes %Three cubes here (2, 3, 4)

顺便说一句，我们实际上只是在利用以下事实：< handle类是按引用传递的，所以我们可以使用复杂的、交叉链接的数据结构。