【记录】MATLAB｜Python NumPy｜两种语言的数组/矩阵中元素修改方式的总结和对比
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二维矩阵
以二维矩阵a为例。
1 matlab:
a=[1 -2 3;-4 5 0]; % 定义矩阵a
disp(a); % 打印矩阵a
结果：
2 python:
import numpy as np
a = np.array([[1, -2, 3],[4, 5, 0]]) # 定义矩阵a
print (a) # 打印矩阵a
结果：
操作
1. 将数组大于0的数全部加1
1 matlab:
a(a>0)=a(a>0)+1;
同理，只要改括号内的条件，就可以修改其他元素。
2 python:
使用Numpy的内置索引。
a[a>0]=a[a>0]+1
2. 删除元素
①删除单个元素
1 matlab:
a(2)=[];
注意索引从1开始，并且顺序如下：
删除后：1 -2 5 3 0。
2 python:
a = np.delete(a, 2)
索引从0开始，顺序如下：
删除后：1 -2 4 5 0。
②删除一列元素
1 matlab:
a(:,2)=[];
:表示选择所有行，2表示选择第二列的元素，综合起来表示删除第2列。
2 python:
a = np.delete(a, 2, 1)
删除第3列。第三个参数为1时删除列，为0删除行。
其余删除操作同理。
3. 添加一行或多行
①添加一行
1 matlab:
row=[1 2 3];
a=[a;row];
2 python:
可用append或insert。
row = np.array([1, 2, 3])
a = np.append(a,[row],axis= 0)
#a = np.insert(a, 2, row, axis=0) # 插入成为第3行
同样地，第三个参数为1时列操作，为0行操作。
②添加多行
1 matlab:
row=[1 2 3;2 4 5;7 8 9];
a=[a;row];
2 python:
row = np.array([[1, 2, 3],[2, 4, 5],[7, 8, 9]])
a = np.append(a,row,axis= 0)
#a = np.insert(a, 2, row, axis=0) # 插入成为第3行
注意中括号[]。
4. 获取行/列数
1 matlab:
[row,line]=size(a); % 行，列
row=size(a,1); % 行
line=size(a,2); % 列
2 python:
(row, line) = a.shape # 行，列
row = a.shape(0) # 行
line = a.shape(1) # 列
5. 格式化输出数组
1 matlab:
对于数值数组、字符数组或字符串数组，可用mat2str：
a=mat2str(a); % mat格式转换成字符串
a=strrep(a,' ',','); % 将空格替换成,符号
a=strrep(a,';','],['); % 将分号替换成"],["
disp(a);
mat2str也支持数字有效位数设定，不展开讲了，感兴趣见mat2str(Convert matrix to characters)_MathWorks。
自定义性更高的遍历输出：
for row=1:size(a,1)
fprintf("[");
for line=1:size(a,2)
fprintf("%d",a(row,line));
if(line==size(a,2))
fprintf("]");
else
fprintf(",");
end
end
if(row==size(a,1))
fprintf("\n");
else
fprintf(",");
end
end
结果均为：
2 python:
a = np.array2string(a, separator=',') # 用逗号作为分隔符
a = a.replace('\n','') # 去除换行
print (a)
结果：
参考：stackoverflow_string-representation-of-a-numpy-array-with-commas-separating-its-elements
设置np输出元素格式可用np.set_printoptions。
不展开讲了。感兴趣见“numpy.set_printoptions_NumPy 1.22 中文”。
结构数组
以结构数组s为例。
1 matlab:
row=4; % 行数
line=1; % 列数
s(row,line) = struct('i',0,'F',0.1,'Matrixs',[]); % 定义三个元素
% 只初始化第二个元素
s(2).i=2;
s(2).F=0.2;
s(2).Matrixs=[1 2 3;4 5 6];
disp(s);
结果：
可以看到，最开始初始化的元素，只对最后一个元素生效，也就是元素s(row,line)。所以不要想着用这种方式直接初始化。可以循环初始化。
2 python:
import numpy as np
type = np.dtype({'names':['i','F','Matrixs'],'formats':['i4','f8','(4,3)i4']})
s = np.rec.array([(0, 0.1, [[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]])]*4, dtype=type)
s[1].i=2;
s[1].F=0.2;
s[1].Matrixs=[[1,2,3],[4,5,6],[0,0,0],[0,0,0]]
print (s)
numpy貌似不支持创建形状不确定的子数组，就像c语言里创建数组需要提前告知数组总大小一样(这里我开辟的是4*3)。
但matlab类型根本不用自己定义，随便加什么都可以，这波我站matlab。
结果：
操作
1. 筛选i小于1的元素
1 matlab:
s=s([s.i]<1); % 注意中括号
注意，当结构数组中有未定义的[]时，该筛选方法可能出错，请保证空值已经赋值完毕。
出错样例如：
s=s([s.i]>0);
得到的结果是：
这是因为[]在matlab中是空值，[s.i]会自动删掉空值，在本例中只剩下两项2 0，大于0的是2，索引是1。但1对应的实际元素是s(1)，而不是s.i==2的s(2)。
2 python:
s=s[s.i<1]
结果：
2. 格式化输出结构数组中的数组
1 matlab:
对于结构数组中的数组，我尚未想到一次性完整提取其中所有数组的方式，可循环提取再输出：
for i=1:size(s,1)
a=mat2str(s(i).Matrixs); % mat格式转换成字符串
a=strrep(a,' ',','); % 将空格替换成,符号
a=strrep(a,';','],['); % 将分号替换成"],["
disp(a);
end
结果：
2 python:
a = np.array2string(s.Matrixs, separator=',') # 用逗号作为分隔符
a = a.replace('\n','') # 去除换行
print (a)
python不用循环，稍微方便一些。
如果以后还用到别的，再补充。
