MATLAB Repmat
本教程將討論使用 MATLAB 中的 repmat() 函式建立具有陣列重複值的矩陣。
MATLAB repmat() 函式
repmat() 函式從一個小陣列建立大矩陣。該函式重複陣列的給定值以建立大矩陣。
repmat() 函式具有三種基本語法。第一種語法如下。
M = repmat(A,n);
上面的語法返回一個陣列，其中包含 A 在行和列維度上的 n 個副本。當 A 是矩陣時，輸出矩陣 M 將等於矩陣 A 的大小乘以 n，大於 A 的大小。
repmat() 函式的第一個引數是輸入陣列，可以是標量、矩陣、向量或多維陣列。第二個引數將設定輸入陣列在行和列維度上重複的次數。
repmat() 函式的第二種語法如下。
M = repmat(A,r1,...,rN);
上面的語法返回一個標量列表，描述每個維度中 A 的副本的排列。當 A 是具有 N 維的矩陣時，M 的大小大於 A 的大小。
r1 將定義輸入陣列在第一個維度上重複的次數。repmat() 函式的第三種語法如下所示。
M = repmat(A,r);
上面的語法根據行向量 r 的重複方案返回一個包含行和列維度中 A 副本的陣列。
例如，我們可以使用向量 r 定義給定陣列或矩陣在行和列維度上重複的次數，該向量將包含輸入陣列或矩陣將被重複以建立輸出的次數矩陣。
我們可以使用 repmat() 函式通過重複單個值來建立矩陣。例如，讓我們建立一個包含值 5 的 2×2 矩陣。
請參閱下面的程式碼。
clc
clear
M = repmat(5,2,2)
輸出：
M =
5 5
5 5
clc 和 clear 命令用於清除上述程式碼中的命令和工作區視窗。輸出是一個僅包含數字 5 的 2×2 矩陣。
我們還可以使用 repmat() 函式從另一個矩陣的重複中建立一個矩陣。例如，讓我們使用 diag() 函式建立一個對角矩陣，然後通過重複對角矩陣建立一個矩陣。
請參閱下面的程式碼。
clc
clear
D = diag([5 15 25])
M = repmat(D,2,3)
輸出：
D =
5 0 0
0 15 0
0 0 25
M =
5 0 0 5 0 0 5 0 0
0 15 0 0 15 0 0 15 0
0 0 25 0 0 25 0 0 25
5 0 0 5 0 0 5 0 0
0 15 0 0 15 0 0 15 0
0 0 25 0 0 25 0 0 25
在上面的程式碼中，我們在行維度上重複了 2 次對角矩陣，在列維度上重複了 3 次。
輸出矩陣的大小將變為 6×9，因為輸入有 3 行，我們重複了 2 次，輸出行大小將變為 6，輸入矩陣有 3 列，我們重複了 3 次這樣輸出列大小將變為 9。
我們還可以使用 repmat() 函式製作 3D 矩陣。我們必須在重複方案中使用三個值。
例如，讓我們使用 repmat() 函式建立一個 6×3×2 矩陣。請參閱下面的程式碼。
clc
clear
D = diag([5 15 25])
M = repmat(D,2,1,2)
輸出：
D =
5 0 0
0 15 0
0 0 25
M(:,:,1) =
5 0 0
0 15 0
0 0 25
5 0 0
0 15 0
0 0 25
M(:,:,2) =
5 0 0
0 15 0
0 0 25
5 0 0
0 15 0
0 0 25
我們可以看到，輸出矩陣是一個 3 維矩陣。我們還可以建立一個包含水平或垂直行向量堆疊的矩陣。
例如，如果我們不想在某個維度上重複向量，我們可以在其位置傳遞 1。在 repmat() 函式中，第二個引數定義了第一個或行維度的重複方案。
第三個引數定義第二個或列維度的重複方案。
例如，讓我們建立一個帶有行向量水平堆疊的矩陣。請參閱下面的程式碼。
clc
clear
D = (1:5)'
M = repmat(D,1,5)
輸出：
D =
1
2
3
4
5
M =
1 1 1 1 1
2 2 2 2 2
3 3 3 3 3
4 4 4 4 4
5 5 5 5 5
在上面的程式碼中，我們對給定向量進行了轉置，將其轉換為列向量以建立水平堆疊，但在垂直堆疊的情況下，我們不必對給定向量進行轉置。
我們還可以使用 repmat() 函式從一個小表建立一個大表。例如，讓我們使用 table() 函式建立一個表，並從第一個表建立另一個大表。
請參閱下面的程式碼。
clc
clear
T_1 = table([19; 16],[60; 53],'VariableNames',{'Age' 'Height'})
T_2 = repmat(T_1, 2,2)
輸出：
T_1 =
2×2 table
Age Height
___ ______
19 60
16 53
T_2 =
4×4 table
Age Height Age_1 Height_1
___ ______ _____ ________
19 60 19 60
16 53 16 53
19 60 19 60
16 53 16 53
在上面的程式碼中，我們將行和列維度重複了 2 次以建立更大的表。
