在MATLAB中，cellfun是否總是可以用arrayfun替換？

Question

我在MATLAB 2007中找到了一個例子，其中cellfun和arrayfun幾乎可以互換使用：

>> cellfun(@(c) c, {'one' 'two' 'three'}, 'uniformoutput', 0)
% ans = 
%    'one'    'two'    'three'
>> arrayfun(@(c) c, {'one' 'two' 'three'})
% ans = 
%    'one'    'two'    'three'

我還可以想到一個示例，其中arrayfun可以工作，但是cellfun沒有：

>> arrayfun(@(c) c, [1 2 3])
% ans =
%      1     2     3
>> cellfun(@(c) c, [1 2 3])
% ??? Error using ==> cellfun
% Input #2 expected to be a cell array, was double instead.

我的問題是：在任何情況下， cellfun有效，但是arrayfun沒有嗎？ 如果是，請舉例。 如果不是，為什么cellfun甚至需要存在？

Answer 1

這是有趣的。 您的示例正在執行兩個不同的操作，這恰好會導致相同的結果。 這是一種探索的樂趣。

TL; DR。 通常，您應該使用arrayfun當你輸入一個數組， cellfun當你輸入一個單元格，雖然可以經常迫使arrayfun做的工作，與語法地獄varyig水平。

從根本上說， arrayfun意味着在數組上運行，而cellfun意味着在單元上運行。 但是，Matlab明智地會注意到一個單元格只不過是一個“單元格”陣列，所以無論如何， arrayfun可以工作。

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正如您所指出的，以下兩行執行相同的操作：

cellfun(@(c) c, {'one' 'two' 'three'}, 'uniformoutput', 0)   %returns  {'one' 'two' 'three'}
arrayfun(@(c) c(1), {'one' 'two' 'three'});                  %returns  {'one' 'two' 'three'}

但是，如果我們想在操作過程中做些什么，那就有點不同了。 例如，我們可能想要提取每個字符串的第一個字符。 比較cellfun和arrayfun結果：

cellfun( @(c) c(1), {'one' 'two' 'three'}, 'uniformoutput', 0);  %returns {'o' 't' 't'}
arrayfun(@(c) c(1), {'one' 'two' 'three'});                      %Returns {'one' 'two' 'three'}

使用arrayfun得到相同的結果，我們需要取消引用匿名函數中的單元格，然后提取字符，然后將結果放入單元格數組而不是字符數組。 像這樣：

arrayfun(@(c) c{1}(1), {'one' 'two' 'three'},'uniformoutput',false)  %Returns {'o' 't' 't'}

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所以不同之處在於cellfun負責解除引用操作，這是在循環時對單元的各個元素進行詳細操作所必需的（即{} ），而arrayfun只執行標准索引（即() ）。 此外， 'uniformoutput',false表示法確定輸出是寫入常規arral還是單元數組。

要顯示這在代碼中的含義，請參閱以下函數，這些函數等效於cellfun和arrayfun ，包括和不包含'uniformoutput',false表示法。 除了在循環中使用()與{}之外，這四個函數是等效的：

function out = cellFunEquivalent(fn, x)
    for ix = numel(x):-1:1
        out(ix) = fn(x{ix});
    end
    out = reshape(out,size(x));
end

function out = arrayFunEquivalent(fn, x)
    for ix = numel(x):-1:1
        out(ix) = fn(x(ix));
    end
    out = reshape(out,size(x));
end

function out = cellFunEquivalent_nonuniform(fn, x)
    for ix = numel(x):-1:1
        out{ix} = fn(x{ix});
    end
    out = reshape(out,size(x));
end

function out = arrayFunEquivalent_nonuniform(fn, x)
    for ix = numel(x):-1:1
        out{ix} = fn(x(ix));
    end
    out = reshape(out,size(x));
end

對於您發布的示例， arrayfun函數實際上在單個元素單元格上運行，並將這些單元格的副本重建為同一（單元格）類的另一個數組（請參閱arrayFunEquivalent ）。 cellfun操作取消引用輸入單元陣列的每個元素，然后將這些字符串的副本重建為單元格數組（請參閱cellFunEquivalent_nonuniform ）。 當輸入x是單元格時，這些操作是等效的。

Answer 2

有一些內置函數可以在cellfun按名稱引用，但不能在cellfun中以相同的方式arrayfun 。 從幫助：

A = CELLFUN('fun', C), where 'fun' is one of the following strings,
returns a logical or double array A the elements of which are computed
from those of C as follows:

   'isreal'     -- true for cells containing a real array, false
                   otherwise
   'isempty'    -- true for cells containing an empty array, false
                   otherwise
   'islogical'  -- true for cells containing a logical array, false
                   otherwise
   'length'     -- the length of the contents of each cell
   'ndims'      -- the number of dimensions of the contents of each cell
   'prodofsize' -- the number of elements of the contents of each cell

所以cellfun('isreal', {'one' 'two' 'three'})是一個有效的表達式，但是任何與arrayfun類似的調用都會觸發First input must be a function handle錯誤。

當然，您可以將@isreal或@isempty用於arrayfun

至於為什么cellfun仍然存在，我懷疑它是歷史的（不破壞向后兼容性）

Answer 3

cellfun()存在主要是出於歷史原因 ，即至少從1998年開始，而arrayfun()和structfun僅在2005年末在R14SP3版本中引入 。

此外，如所指出的Nirk在他的回答 ， cellfun()支持一些傳統的語法，限制在少數情況下，雖然，也就是通常比柄快@對手。

閱讀兩份文件：

[B1,...,Bm] = arrayfun(func,A1,...,An) ...將數組A1,...,An元素傳遞給函數func ，其中n是輸入數。 ...第i次迭代對應語法[B1(i),...,Bm(i)] = func(A1{i},...,An{i}) ...

[A1,...,Am] = cellfun(func,C1,...,Cn)調用函數handle func指定的函數，並從單元格數組C1,...,Cn傳遞元素...

因此，前者接受數組，而后者只接受數組。

濫用符號，在你的第一個例子中你有A1 = C1 = {'one' 'two' 'three'}這是合法的，根據文檔，而在你的第二種情況A1 = [1 2 3]但C1不能是數字陣列。