数组 – 在Matlab中删除四个嵌套循环

2023年9月27日 259次阅读

我在Matlab中有以下四个嵌套循环：

timesteps = 5;
inputsize = 10;
additionalinputsize = 3;
outputsize = 7;

input = randn(timesteps, inputsize);
additionalinput = randn(timesteps, additionalinputsize);
factor = randn(inputsize, additionalinputsize, outputsize);

output = zeros(timesteps,outputsize);
for t=1:timesteps
    for i=1:inputsize
        for o=1:outputsize
            for a=1:additionalinputsize
                output(t,o) = output(t,o) + factor(i,a,o) * input(t,i) * additionalinput(t,a);
            end
        end
    end
end

有三个向量：一个输入向量,一个附加输入向量和一个输出向量.所有因素都是因素相关联的.每个向量在给定的时间步长都有值.我需要在每个给定时间步长处所有组合输入,附加输入和因子的总和.后来,我需要从输出到输入计算：

result2 = zeros(timesteps,inputsize);
for t=1:timesteps
    for i=1:inputsize
        for o=1:outputsize
            for a=1:additionalinputsize
                result2(t,i) = result2(t,i) + factor(i,a,o) * output(t,o) * additionalinput(t,a);
            end
        end
    end
end

在第三种情况下,我需要在每个时间步长总结的所有三个向量的乘积：

product = zeros(inputsize,additionalinputsize,outputsize)
for t=1:timesteps
    for i=1:inputsize
        for o=1:outputsize
            for a=1:additionalinputsize
                product(i,a,o) = product(i,a,o) + input(t,i) * output(t,o) * additionalinput(t,a);
            end
        end
    end
end

这两个代码片段有效,但速度非常慢.如何删除嵌套循环？

编辑：添加值并更改次要内容,以便片段可执行

Edit2：添加了其他用例

最佳答案 第一部分

一种方法 –

t1 = bsxfun(@times,additionalinput,permute(input,[1 3 2]));
t2 = bsxfun(@times,t1,permute(factor,[4 2 1 3]));
t3 = permute(t2,[2 3 1 4]);
output = squeeze(sum(sum(t3)));

或略微变化以避免挤压 –

t1 = bsxfun(@times,additionalinput,permute(input,[1 3 2]));
t2 = bsxfun(@times,t1,permute(factor,[4 2 1 3]));
t3 = permute(t2,[1 4 2 3]);
output = sum(sum(t3,3),4);

第二部分

t11 = bsxfun(@times,additionalinput,permute(output,[1 3 2]));
t22 = bsxfun(@times,permute(t11,[1 4 2 3]),permute(factor,[4 1 2 3]));
result2=sum(sum(t22,3),4);

第三方

t11 = bsxfun(@times,permute(output,[4 3 2 1]),permute(additionalinput,[4 2 3 1]));
t22 = bsxfun(@times,permute(input,[2 4 3 1]),t11);
product = sum(t22,4);
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