目标
(请原谅我的长度，主要是背景和细节。
我正在为 MATLAB 的 TOML 编码器/解码器做出贡献，我现在正在使用数值数组。我想以相同的格式输入(然后能够写出(数字数组。此格式是numpy.array使用的嵌套方括号格式。例如，要在 numpy 中创建多维数组：
以下是python，只是为了清楚。这是一个有用的例子，尽管我的工作是在MATLAB中。
2D 阵列
>> x = np.array([1,2])
>> x
array([1, 2])
>> x = np.array([[1],[2]])
>> x
array([[1],
[2]])
3D 阵列
>> x = np.array([[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]])
>> x
array([[[1, 2],
[3, 4]],
[[5, 6],
[7, 8]]])
4D 阵列
>> x = np.array([[[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]],[[[9,10],[11,12]],[[13,14],[15,16]]]])
>> x
array([[[[ 1, 2],
[ 3, 4]],
[[ 5, 6],
[ 7, 8]]],
[[[ 9, 10],
[11, 12]],
[[13, 14],
[15, 16]]]])
输入是通过嵌套括号对维度的逻辑构造。事实证明，这适用于TOML数组结构。我已经可以用这种格式成功地解析和解码任何大小/任何维度的数字数组，从 TOML 到 MATLAB 数值数组数据类型。
现在，我想将该 MATLAB 数字数组编码回此字符/字符串结构，以写回 TOML(或任何字符串(。
所以我在 MATLAB 中有以下 4D 数组(与 numpy 相同的 4D 数组(：
>> x = permute(reshape([1:16],2,2,2,2),[2,1,3,4])
x(:,:,1,1) =
1 2
3 4
x(:,:,2,1) =
5 6
7 8
x(:,:,1,2) =
9 10
11 12
x(:,:,2,2) =
13 14
15 16
我想把它变成一个与 4D numpy 输入格式相同的字符串(带有一些名为括号数组或其他东西的函数(：
>> str = bracketarray(x)
str =
'[[[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]],[[[9,10],[11,12]],[[13,14],[15,16]]]]'
然后，我可以将字符串写出到文件中。
编辑：我应该补充一点，该函数基本上numpy.array2string()完全符合我的需求，尽管它添加了一些其他空格字符。但我不能将其用作解决方案的一部分，尽管它基本上是我正在寻找的功能。
问题所在
这是我的问题。我已经使用以下函数成功解决了最多 3 个维度的这个问题，但我一生都无法弄清楚如何将其扩展到 N 维。我觉得这是每个维度的正确计数问题，确保不跳过任何维度并正确嵌套括号。
当前支架阵列.m，最高可达3D
function out = bracketarray(in, internal)
in_size = size(in);
in_dims = ndims(in);
% if array has only 2 dimensions, create the string
if in_dims == 2
storage = cell(in_size(1), 1);
for jj = 1:in_size(1)
storage{jj} = strcat('[', strjoin(split(num2str(in(jj, :)))', ','), ']');
end
if exist('internal', 'var') || in_size(1) > 1 || (in_size(1) == 1 && in_dims >= 3)
out = {strcat('[', strjoin(storage, ','), ']')};
else
out = storage;
end
return
% if array has more than 2 dimensions, recursively send planes of 2 dimensions for encoding
else
out = cell(in_size(end), 1);
for ii = 1:in_size(end) %<--- this doesn't track dimensions or counts of them
out(ii) = bracketarray(in(:,:,ii), 'internal'); %<--- this is limited to 3 dimensions atm. and out(indexing) need help
end
end
% bracket the final bit together
if in_size(1) > 1 || (in_size(1) == 1 && in_dims >= 3)
out = {strcat('[', strjoin(out, ','), ']')};
end
end
帮助我欧比旺克诺比斯，你们都是我唯一的希望！
编辑2：在下面添加了测试套件并稍微修改了当前代码。
测试套件
这是一个测试套件，用于查看输出是否是它应该的样子。基本上只需将其复制并粘贴到 MATLAB 命令窗口中即可。对于我当前发布的代码，除了超过 3D 的代码外，它们都返回true。我当前的代码输出为单元格。如果解决方案的输出不同(如字符串(，则必须从测试套件中删除大括号。
isequal(bracketarray(ones(1,1)), {'[1]'})
isequal(bracketarray(ones(2,1)), {'[[1],[1]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,2)), {'[1,1]'})
isequal(bracketarray(ones(2,2)), {'[[1,1],[1,1]]'})
isequal(bracketarray(ones(3,2)), {'[[1,1],[1,1],[1,1]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,3)), {'[[1,1,1],[1,1,1]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,1,2)), {'[[[1]],[[1]]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,1,2)), {'[[[1],[1]],[[1],[1]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,2,2)), {'[[[1,1]],[[1,1]]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,2,2)), {'[[[1,1],[1,1]],[[1,1],[1,1]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,1,1,2)), {'[[[[1]]],[[[1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,1,1,2)), {'[[[[1],[1]]],[[[1],[1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,2,1,2)), {'[[[[1,1]]],[[[1,1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,1,2,2)), {'[[[[1]],[[1]]],[[[1]],[[1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,1,2,2)), {'[[[[1],[1]],[[1],[1]]],[[[1],[1]],[[1],[1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,2,2,2)), {'[[[[1,1]],[[1,1]]],[[[1,1]],[[1,1]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(2,2,2,2)), {'[[[[1,1],[1,1]],[[1,1],[1,1]]],[[[1,1],[1,1]],[[1,1],[1,1]]]]'})
isequal(bracketarray(permute(reshape([1:16],2,2,2,2),[2,1,3,4])), {'[[[[1,2],[3,4]],[[5,6],[7,8]]],[[[9,10],[11,12]],[[13,14],[15,16]]]]'})
isequal(bracketarray(ones(1,1,1,1,2)), {'[[[[[1]]]],[[[[1]]]]]'})
我认为循环和使用join会更容易。您的测试用例通过。
function out = bracketarray_matlabbit(in)
out = permute(in, [2 1 3:ndims(in)]);
out = string(out);
dimsToCat = ndims(out);
if iscolumn(out)
dimsToCat = dimsToCat-1;
end
for i = 1:dimsToCat
out = "[" + join(out, ",", i) + "]";
end
end
这似乎也比您追求的路线更快：
>> x = permute(reshape([1:16],2,2,2,2),[2,1,3,4]);
>> tic; for i = 1:1e4; bracketarray_matlabbit(x); end; toc
Elapsed time is 0.187955 seconds.
>> tic; for i = 1:1e4; bracketarray_cris_luengo(x); end; toc
Elapsed time is 5.859952 seconds.
递归函数几乎完成。缺少的是索引最后一个维度的方法。有几种方法可以做到这一点，我发现最整洁的方法如下：
n = ndims(x);
index = cell(n-1, 1);
index(:) = {':'};
y = x(index{:}, ii);
一开始有点棘手，但这就是发生的事情：index是一组n-1字符串':'。index{:}是这些字符串的逗号分隔列表。当我们索引x(index{:},ii)时，我们实际上会做x(:,:,:,ii)(如果n是 4(。
完成的递归函数为：
function out = bracketarray(in)
n = ndims(in);
if n == 2
% Fill in your n==2 code here
else
% if array has more than 2 dimensions, recursively send planes of 2 dimensions for encoding
index = cell(n-1, 1);
index(:) = {':'};
storage = cell(size(in, n), 1);
for ii = 1:size(in, n)
storage(ii) = bracketarray(in(index{:}, ii)); % last dimension automatically removed
end
end
out = { strcat('[', strjoin(storage, ','), ']') };
请注意，我已经预分配了storage单元格数组，以防止它在每次循环迭代中都调整大小。您应该在 2D 案例代码中执行相同的操作。出于性能原因，预重分配在 MATLAB 中很重要，MATLAB 编辑器也应该对此感到温暖。