从多个嵌套循环中退出的惯用方式？

Question

因此，MATLAB文档描述了break关键字：

• break终止for或while循环的执行。中断语句后循环中的语句不执行。
• 在嵌套循环中，中断只退出在其中发生的循环。控件传递给该循环结束后的语句.。

(我强调)

如果您想从多个嵌套循环中退出呢？其他语言，如Java，提供了https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/branch.html，它允许您指定要在何处传输控制流，但是MATLAB缺乏这样的机制。

请考虑以下示例：

% assume A to be a 2D array

% nested 'for' loops
for j = 1 : n
  for i = 1 : m
    if f(A(i, j)) % where f is a predicate
      break; % if want to break from both loops, not just the inner one
    else
      % do something interesting with A
    end
  end
  % <--- the break transfers control to here...
end
% <--- ... but I want to transfer control to here

什么是从两个循环中退出的惯用方式(在MATLAB中)？

Answer 1

对于您的原始示例，我想说的是，应该使用线性索引和一个循环：

%// sample-data generation
m = 4;
n = 5;
A = rand(m, n);
temp = 0;

for k = 1:numel(A)
    if A(k) > 0.8 %// note that if you had switched your inner and outer loops you would have had to transpose A first as Matlab uses column-major indexing
      break; 
    else
      temp = temp + A(k);
    end
end

或几乎相同的(但分支较少)：

for k = 1:numel(A)
    if A(k) <= 0.8 %// note that if you had switched your inner and outer loops you would have had to transpose A first as Matlab uses column-major indexing
      temp = temp + A(k);
    end
end

我认为这个答案将因情况而异，而且没有通用的一刀切的解决方案，但我会根据您的问题以以下方式处理它(注意，所有这些都假设向量化的解是不实际的，因为这是显而易见的第一选择)。

1. 减少嵌套的尺寸，或者不使用break，或者只使用一个break (如上面所示)。
2. 根本不用休息，因为除非您的谓词的计算非常昂贵，并且您的循环有很多迭代，否则这些额外的迭代应该实际上是免费的。
3. 设置一个旗子，并在每个级别中断。失败了。
4. 或者最后将循环包装成一个函数，调用return而不是break。

Answer 2

据我所知，没有内置这种功能。然而，在大多数情况下，matlab不需要嵌套循环，因为它支持矢量化。在矢量化不起作用的情况下，循环大多是长而复杂的，因此多次中断不会严重影响可读性。正如注释中所指出的，这里并不需要嵌套循环。矢量化就能达到目的，

m = 5;
n=4;
x = rand(m,n);
tmp = find(x>0.8, 1, 'first');
if (isempty(tmp))
   tmp = m*n+1;
end
tmp = tmp-1;
tot = sum(x(1:tmp));

当然，可能有人声称for循环不一定是慢的，但事实仍然是，Matlab的列很重，并且在大多数情况下使用多个循环将包括在非最优维度上循环。向量化的解决方案不要求使用智能方法来避免这样的循环(如果输入是行向量，那么这种循环当然不存在，因此避免这种情况也是好的)。

Answer 3

使用Python (或您所选择的毒药)并忘记这一切的最好的惯用方式，但这是另一个故事。另外，我不同意其他答案的向量化说法。最近的matlab版本处理循环相当快。你可能会大吃一惊。

我个人的偏好是故意提出一个例外，并把它放在一个尝试和捕捉块中。

% assume A to be a 2D array
A = rand(10) - 0.5;
A(3,2) = 0;

wreaker = MException('Loop:breaker','Breaking the law');

try
    for j = 1 : size(A,1)
        % forloop number 1
        for i = 1 : size(A,2)
            % forloop number 2
            for k = 1:10
                % forloop number 3
                if k == 5 && j == 3 && i == 6
                    mycurrentval = 5;
                    throw(wreaker)
                end
            end
        end
    end
catch
    return % I don't remember the do nothing keyword for matlab apparently
end

您可以将尝试捕获缩进的位置更改为回到您选择的循环。另外，通过杀死小猫，您可以编写自己的异常，这样它们就可以根据巢数来标记异常，然后您就可以监听它们了。在我看来，丑陋是没有尽头的，尽管它比带有if子句的计数器或自定义变量更漂亮。

请注意，这正是为什么matlab使许多人发疯的原因。它以一种非常相似的方式悄悄抛出异常，在经过时，对最后一个随机选择的函数得到一个无意义的错误，例如一些微分方程求解器中的大小不匹配。事实上，我在阅读了很多matlab工具箱源代码之后，才学到了所有这些东西。