从查找函数到嵌套循环

Question

文件lake_powell.dat 包含2000 年至2007 年8 年的水库水位数据。这些数据如表8.9 所示。使用文件中的数据回答下列问题： (a) 确定每年和收集数据的 8 年期间的平均水位高度。 (b) 确定每年有多少个月超过 8 年期间的总体平均值。 (c) 创建一份报告，列出超过总体平均值的每个月份的月份（数字）和年份。例如，六月是第 6 个月。 (d) 确定 8 年期间每个月的平均水位。

原来，我在学习 find 功能时有这个问题。对此，我得到了答案：

load LAKE_POWELL.DAT

% part a
table=[LAKE_POWELL]; % Puts LAKE_POWELL.DAT into a table
yearly=mean(table) % Finds the average elevation of the water level for each year
eight_years=mean(table(:)) % Puts the values of the matrix into one column vector before finding the average the entire matrix
    % part b
l=[eight_years] % Puts averages into matrix
i=mean(table) % Finds overall average of data
[y]=(find(table>i)) % Finds which months are above overall average

% part c
fprintf('Month # %f in year %f exceeds overall average',y,column) % Creates a report that lists the month and the year for each of the months that exceed the overall average


% part d
months=table'; % Transposes the table so that the months are now columns
per_month=mean(months) % Determines the average elevation of the water for each month

但现在有人告诉我，我需要使用嵌套循环解决相同的问题。到目前为止，我有：

    load LAKE_POWELL.DAT

table=[LAKE_POWELL];


for k=1:length(table)
    a=mean(table(k))
    eight_year=mean(a)

    b=zeros(1,length(table))
    for k=1:length(table)
        b(k)=find(table>eight_year)
    end
end

当然，它不起作用。你有什么建议吗？

Answer 1

按照我理解您的数据的方式，您有一个包含 12 行（每个月一个）和一个 8 列（每年一个）的矩阵。 首先，您需要学习从矩阵中读取值并将值分配给矩阵。 对于从1 到length(table) 的每个整数值，for 循环for k = 1:length(table) ... end 运行for k = 1:length(table) 和end 之间的所有代码（这里你应该注意到length(table) 给你最大维度的长度table（这里是12 - 我猜这不是你想要的））。除了length(table)，您可以使用size(table,1) 来表示行数，使用size(table,2) 来表示列数。

所以在for 循环的每次迭代中，k 是一个数字。如果您只是将一个数字放入矩阵中，它只会为您提供矩阵的一个条目，更准确地说是kth 列向量中的条目，该条目由按顺序排列的矩阵列组成，例如在您的 12x8 矩阵条目中，15 将是表格第三行和第二列中的条目 - 即 table(15) 与 table(3,2) 相同（当表格具有这些尺寸时）。

要获取整行或整列，您需要使用向量进行索引或使用:-运算符。这很容易做到：table(i,:) 为您提供表格的ith 行，table(:,j) 为您提供表格的jth 列。你对a=mean(table(k)) 行所做的是将a 设置为table 的kth 条目的平均值（这是单个数字的平均值 - 所以a = table(k)）。您可能要做的是将a 的kth 条目设置为table 的kth 列的平均值：a(k) = mean(table(:,k));。然后下一行是正确的，除了您计算到目前为止每个步骤的结果的均值，而不是在其他计算完成后仅计算一次均值。

现在我们遇到问题 b。首先，正如评论中所解释的那样，您永远不应该在嵌套循环中使用与循环变量相同的变量！ Matlab 会允许，但您很可能会从计算中得到错误的结果！

您收到错误的原因是b(k) 是对向量中单个条目的引用，而find(table>eight_year) 可能会为您提供从0 到95 的任何元素。有很多不同的方法可以解决这个问题！我建议您使用您的代码尝试一次只运行小段（可以通过选择要运行的行然后按 F9 来完成）。尝试了解logical 矩阵是什么（查看table>eight_year 的结果，尝试定义一些额外的变量来帮助您。并使用您使用的不同函数的文档（选择函数名称并按F1)，希望这能帮助您自己解决问题。

您应该知道，您的代码中的错误比我提到的要多。有些错误更容易找到，例如当您执行 Matlab 中不允许的操作时，它会告诉您错误发生在哪一行。但是你的大部分错误实际上是你计算出你想要的东西之外的东西。所以试着坐下来真正理解你的代码的每一步，这样你以后会容易得多。