迹忆客 专注技术分享

本文将讨论使用 MATLAB 中的 repmat() 函数创建具有数组重复值的矩阵。

MATLAB repmat() 函数

repmat() 函数从一个小数组创建大矩阵。该函数重复数组的给定值以创建大矩阵。

repmat() 函数具有三种基本语法。第一种语法如下。

M = repmat(A,n);

上面的语法返回一个数组，其中包含 A 在行和列维度上的 n 个副本。当 A 是矩阵时，输出矩阵 M 将等于矩阵 A 的大小乘以 n，大于 A 的大小。

repmat() 函数的第一个参数是输入数组，可以是标量、矩阵、向量或多维数组。第二个参数将设置输入数组在行和列维度上重复的次数。

repmat() 函数的第二种语法如下。

M = repmat(A,r1,...,rN);

上面的语法返回一个标量列表，描述每个维度中 A 的副本的排列。当 A 是具有 N 维的矩阵时，M 的大小大于 A 的大小。

r1 将定义输入数组在第一个维度上重复的次数。repmat() 函数的第三种语法如下所示。

M = repmat(A,r);

上面的语法根据行向量 r 的重复方案返回一个包含行和列维度中 A 副本的数组。

例如，我们可以使用向量 r 定义给定数组或矩阵在行和列维度上重复的次数，该向量将包含输入数组或矩阵将被重复以创建输出的次数矩阵。

我们可以使用 repmat() 函数通过重复单个值来创建矩阵。例如，让我们创建一个包含值 5 的 2×2 矩阵。

请参阅下面的代码。

clc
clear

M = repmat(5,2,2)

输出：

M =

     5     5
     5     5

clc 和 clear 命令用于清除上述代码中的命令和工作区窗口。输出是一个仅包含数字 5 的 2×2 矩阵。

我们还可以使用 repmat() 函数从另一个矩阵的重复中创建一个矩阵。例如，让我们使用 diag() 函数创建一个对角矩阵，然后通过重复对角矩阵创建一个矩阵。

请参阅下面的代码。

clc
clear

D = diag([5 15 25])
M = repmat(D,2,3)

输出：

D =

     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25


M =

     5     0     0     5     0     0     5     0     0
     0    15     0     0    15     0     0    15     0
     0     0    25     0     0    25     0     0    25
     5     0     0     5     0     0     5     0     0
     0    15     0     0    15     0     0    15     0
     0     0    25     0     0    25     0     0    25

在上面的代码中，我们在行维度上重复了 2 次对角矩阵，在列维度上重复了 3 次。

输出矩阵的大小将变为 6×9，因为输入有 3 行，我们重复了 2 次，输出行大小将变为 6，输入矩阵有 3 列，我们重复了 3 次这样输出列大小将变为 9。

我们还可以使用 repmat() 函数制作 3D 矩阵。我们必须在重复方案中使用三个值。

例如，让我们使用 repmat() 函数创建一个 6×3×2 矩阵。请参阅下面的代码。

clc
clear

D = diag([5 15 25])
M = repmat(D,2,1,2)

输出：

D =

     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25


M(:,:,1) =

     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25
     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25


M(:,:,2) =

     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25
     5     0     0
     0    15     0
     0     0    25

我们可以看到，输出矩阵是一个 3 维矩阵。我们还可以创建一个包含水平或垂直行向量堆栈的矩阵。

例如，如果我们不想在某个维度上重复向量，我们可以在其位置传递 1。在 repmat() 函数中，第二个参数定义了第一个或行维度的重复方案。

第三个参数定义第二个或列维度的重复方案。

例如，让我们创建一个带有行向量水平堆栈的矩阵。请参阅下面的代码。

clc
clear

D = (1:5)'
M = repmat(D,1,5)

输出：

D =

     1
     2
     3
     4
     5


M =

     1     1     1     1     1
     2     2     2     2     2
     3     3     3     3     3
     4     4     4     4     4
     5     5     5     5     5

在上面的代码中，我们对给定向量进行了转置，将其转​​换为列向量以创建水平堆栈，但在垂直堆栈的情况下，我们不必对给定向量进行转置。

我们还可以使用 repmat() 函数从一个小表创建一个大表。例如，让我们使用 table() 函数创建一个表，并从第一个表创建另一个大表。

请参阅下面的代码。

clc
clear

T_1 = table([19; 16],[60; 53],'VariableNames',{'Age' 'Height'})
T_2 = repmat(T_1, 2,2)

输出：

T_1 =

  2×2 table

    Age    Height
    ___    ______

    19       60
    16       53


T_2 =

  4×4 table

    Age    Height    Age_1    Height_1
    ___    ______    _____    ________

    19       60       19         60
    16       53       16         53
    19       60       19         60
    16       53       16         53

在上面的代码中，我们将行和列维度重复了 2 次以创建更大的表。