A.1.2 Oct文件中的矩阵和数组¶

Octave支持多种不同的数组和矩阵类，其中大多数基于Array类。例外情况是下面单独讨论的稀疏矩阵类型。有三种基本矩阵类型：

Matrix

dMatrix.h中定义的双精度矩阵类

ComplexMatrix

CMatrix.h中定义的复数矩阵类

BoolMatrix

boolMatrix.h中定义的布尔矩阵类

这些是Octave的基本二维矩阵类型。此外，还有许多多维数组类型，包括

NDArray

dNDArray.h中定义的双精度数组类

ComplexNDarray

CNDArray.h中定义的复数数组类

boolNDArray

boolNDArray.h中定义的布尔数组类

int8NDArray

int16NDArray

int32NDArray

int64NDArray

int8NDArray.h、int16NDArray.h等中定义的8、16、32和64位有符号数组类

uint8NDArray

uint16NDArray

uint32NDArray

uint64NDArray

uint8NDArray.h、uint16NDArray.h等中定义的8、16、32和64位无符号数组类

构造矩阵或多维数组有几种基本方法。以类Matrix为例：

• 使用空构造函数创建空矩阵或数组。例如：

  Matrix a;
  

  这可用于所有矩阵和数组类型。

• 使用dim_vector定义矩阵或数组的维度，该dim_vector具有与size返回的向量相同的特性。例如：

  dim_vector dv (2, 3);  // 2行，3列
  Matrix a (dv);
  

  这可用于所有矩阵和数组类型。

• 定义矩阵的行数和列数。例如：

  Matrix a (2, 2)
  

  此构造函数只能用于矩阵类型。

这些类型都共享许多基本方法和运算符。其中许多与解释器中存在的函数相似。一系列有用的方法包括

方法： T& operator () (octave_idx_type) ¶

方法： T& elem (octave_idx_type) ¶

()运算符或elem方法允许读取或设置矩阵或数组的值。这些方法接受单个类型为octave_idx_type的参数，即矩阵或数组的索引。此外，矩阵类型还允许()运算符和elem方法的两个参数版本，用于给出要获取或设置的值的行索引和列索引。

请注意，这些函数会进行重要的错误检查，因此在某些情况下，用户可能更倾向于直接通过下面讨论的rwdata方法来访问数组或矩阵的数据。

方法： octave_idx_type numel () const ¶

矩阵或数组中元素的总数。

方法： size_t byte_size () const ¶

用于存储矩阵或数组的字节数。

方法： dim_vector dims () const ¶

以dim_vector类型值表示的矩阵或数组的维度。

方法： int ndims () const ¶

矩阵或数组的维数。矩阵总是二维的，但数组可以是N维的。

方法： void resize (const dim_vector&) ¶

方法： void resize (nrows, ncols) ¶

该方法接受一个类型为dim_vector的参数，或者对于矩阵，接受两个类型为octave_idx_type的参数，用于定义矩阵的行数和列数。

方法： T * rwdata () ¶

此方法返回一个指向矩阵或数组底层数据的指针，以便可以在Octave内部或通过外部库直接操作它。

运算符如+、-或*可用于大多数矩阵和数组类型。此外，还有许多仅对矩阵有意义的方法，例如transpose、hermitian、solve等。

从DEFUN_DLD函数的输入参数中提取矩阵或数组的典型方法如下：

#include <octave/oct.h>

DEFUN_DLD (addtwomatrices, args, , "Add A to B")
{
  if (args.length () != 2)
    print_usage ();

  NDArray A = args(0).array_value ();
  NDArray B = args(1).array_value ();

  return octave_value (A + B);
}

为了避免段错误导致Octave中止，此函数在访问这些参数之前明确检查是否有足够的参数可用。然后它获取两个类型为NDArray的多维数组并将它们相加。请注意，这里调用array_value方法时没有使用is_matrix_type方法。如果在尝试提取值时发生错误，Octave将打印一条消息并抛出异常。推荐使用这种编码结构的原因是，参数可能是一种不是NDArray的类型，但将其转换为NDArray是有意义的。array_value方法允许在可能的情况下透明地执行此转换。如果您需要捕获这类错误并执行某种清理或其他操作，可以捕获octave_execution_error异常。

对两个NDArray对象进行A + B操作会返回一个NDArray，它在函数返回时被强制转换为octave_value。此演示函数的使用示例如下：

addtwomatrices (ones (2, 2), eye (2, 2))
      ⇒   2  1
           1  2

基本的Matrix和Array类型、从octave_value中提取这些类型的方法列表以及相关联的头文件如下所示。