c++ - 在 mex 函数中索引和访问元胞数组和矩阵的元素

Question

我正在尝试编写一个 C++ mex 函数来遍历矩阵元胞数组，每个矩阵的大小都不同。在 Matlab 中，我可以使用以下代码执行此操作:

function Z = myFunction(X, Z, B)

for i = 1:size(X, 1)
    for j = 1:size(X, 2)
        for k = 1:size(X, 3)
            temp = X{i, j, k};
            for m = 1:size(temp, 1)
                Z{temp(m, 1)}(temp(m, 2)) = Z{temp(m, 1)}(temp(m, 2)) + B(i, j, k);
            end
        end
    end
end

这里的 X 是一个 3 维元胞数组，其中每个元胞包含一个矩阵，该矩阵具有可变的行数和 2 列数。这两列允许我索引另一个 vector Z 元胞数组，其中每个 vector 的长度不同。 Z 中索引的 vector 元素由 3 维矩阵 B 中的元素递增。

到目前为止，我在 C++ 中有以下代码(我以前从未用 C++ 编写过代码):

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    const mxArray* X = prhs[0];
    const mxArray* Z = prhs[1];
    const mxArray* B = prhs[2];

    const int* pDims = mxGetDimensions(X);

    mwSize nsubs = mxGetNumberOfDimensions(X);

    for (size_t i = 0; i < pDims[0]; i++) {
        for (size_t j = 0; j < pDims[1]; j++) {
            for (size_t k = 0; k < pDims[2]; k++) {
                int subs [] = {i, j, k};
                mxArray* temp = mxGetCell(X, mxCalcSingleSubscript(X, nsubs, subs));

                const int* matDims = mxGetDimensions(temp);
                for (size_t m = 0; m < matDims[0]; m++) {

                }
            }
        }
    }
}

问题:

1. 要访问矩阵 B 的元素，我可以使用与访问元胞数组 X 的元素相同的 mxCalcSingleSubscript 函数吗？如果没有，我该怎么做？
2. 如何像在 Matlab 代码中那样访问 temp 的元素并执行索引？

Answer 1

-由于所有输入数组都是const，您应该复制Z。

-mxCalcSingleSubscript 可用于任何类型的数组，包括元胞数组。这里我重命名为sub2ind。

-mxGetPr 用于访问数组的元素。

下面是一个实现(还没有在真实数据上测试过):

#include "mex.h"
#define sub2ind mxCalcSingleSubscript
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    const mxArray* X = prhs[0];
    const mxArray* Z = prhs[1];
    const mxArray* B = prhs[2];
    mxArray * out = mxDuplicateArray (Z);
    const int* pDims = mxGetDimensions(X);

    mwSize nsubs = mxGetNumberOfDimensions(X);
    double* B_arr = mxGetPr(B);
    for (size_t i = 0; i < pDims[0]; i++) {
        for (size_t j = 0; j < pDims[1]; j++) {
            for (size_t k = 0; k < pDims[2]; k++) {
                int subs [] = {i, j, k};
                mwIndex  idx = sub2ind(X, nsubs, subs);
                mxArray* temp = mxGetCell(X, idx);
                double* temp_arr = mxGetPr(temp);

                const int* matDims = mxGetDimensions(temp);
                mwSize nsubs_temp = mxGetNumberOfDimensions(temp);
                for (size_t m = 0; m < matDims[0]; m++) {
                    int subs_out_1 [] = {m,0};
                    int subs_out_2 [] = {m,1};
                    mwIndex temp_m_1 = temp_arr[sub2ind(temp, nsubs_temp, subs_out_1)]-1;
                    mwIndex temp_m_2 = temp_arr[sub2ind(temp, nsubs_temp, subs_out_2)]-1;
                    double* Z_out = mxGetPr (mxGetCell(out,temp_m_1));
                    Z_out[temp_m_2] += B_arr[idx];
                }
            }
        }
    }
    plhs[0] = out;
}

然而，MATLAB 和 c 实现都可以更改为使用线性索引:

function Z = myFunction(X, Z, B)
    for k = 1:numel(X)
        for m = 1:size(X{k}, 1)
            Z{X{k}(m, 1)}(X{k}(m, 2)) = Z{X{k}(m, 1)}(X{k}(m, 2)) + B(k);
        end
    end
end


#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    const mxArray* X = prhs[0];
    const mxArray* Z = prhs[1];
    const mxArray* B = prhs[2];
    mxArray * out = mxDuplicateArray (Z);

    mwSize n_X = mxGetNumberOfElements(X);
    double* B_arr = mxGetPr(B);
    for (size_t k = 0; k < n_X; k++) {
        mxArray* temp = mxGetCell(X, k);
        double* temp_arr = mxGetPr(temp);

        const int* matDims = mxGetDimensions(temp);
        size_t rows = matDims[0];
        for (size_t m = 0; m < rows; m++) {
            mwIndex temp_m_1 = temp_arr[m]-1;
            mwIndex temp_m_2 = temp_arr[m+rows]-1;
            double* Z_out = mxGetPr (mxGetCell(out,temp_m_1));
            Z_out[temp_m_2] += B_arr[k];
        }
    }
    plhs[0] = out;
}