满足特定条件时用 NaN 或 Inf 替换值

Question

我创建了以下三维模型矩阵：

mockup(:,:,1) = ...
    [100, 100, 100; ...
    103, 95, 100; ...
    101, 85, 100; ...
    96, 90, 102; ...
    91, 89, 99; ...
    97, 91, 97; ...
    105, 83, 100];

mockup(:,:,2) = ...
    [50, NaN, NaN; ...
    47, NaN, 40; ...
    45, 60, 45; ...
    47, 65, 45; ...
    51, 70, 45; ...
    54, 65, 50; ...
    62, 80, 55];

我也定义了percentTickerAvailable = 0.5.

因此，这些列代表三种不同资产的股票价格。为了进一步处理，我需要按以下方式操作 NaN 值。

如果任何给定行中 NaN 的百分比大于 1 - percentTickerAvailable，请将这些特定行中的所有值替换为 NaN。也就是说，如果没有足够的资产在该特定行中有价格，则完全忽略该行。
如果任何给定 ROW 中 NaN 的百分比小于或等于 1 - percentTickerAvailable，请将相应的 NaN 替换为 -inf。

为了清楚起见，"percentage of NaNs in any given ROW"计算如下：任何给定行中的 NaN 数除以列数。

调整后的模型矩阵应如下所示：

mockupAdj(:,:,1) = ...
    [100, 100, 100; ...
    103, 95, 100; ...
    101, 85, 100; ...
    96, 90, 102; ...
    91, 89, 99; ...
    97, 91, 97; ...
    105, 83, 100];

mockupAdj(:,:,2) = ...
    [NaN, NaN, NaN; ...
    47, -inf, 40; ...
    45, 60, 45; ...
    47, 65, 45; ...
    51, 70, 45; ...
    54, 65, 50; ...
    62, 80, 55];

到目前为止，我做了以下事情：

function vout = ranking(vin, percentTickerAvailable)

percentNonNaN = 1 - sum(isnan(vin), 2) / size(vin, 2);
NaNIdx = percentNonNaN < percentTickerAvailable;
infIdx = percentNonNaN > percentTickerAvailable & ...
    percentNonNaN < 1;
[~, ~, numDimVin] = size(vin);

for i = 1 : numDimVin
    vin(NaNIdx(:,:,i) == 1, :, i) = NaN;
end

about = vin;

end % EoF

通过调用 mockupAdj = ranking(mockup, 0.5)，这已经将 mockup(1,:,2) 中的第一行正确地转换为 {'NaN', 'NaN', 'NaN'}。但是，我正在为第二点而苦苦挣扎。使用 infIdx 我已经成功识别出对应于第二个条件的行。但我不知道如何正确使用该信息以将 mockup(2,2,2) 中的单个 NaN 替换为 -inf.

非常感谢任何提示。

Answer 1

这是一个可以使用矢量化解决问题的好例子。我提供了两个版本的代码，一个使用现代语法（包括隐式扩展），一个用于旧版本的 MATLAB。

注意几点：

在 NaN 替换阶段，我使用 "trick"，其中 0/0 被评估为 NaN。
在 Inf 替换阶段，我使用逻辑 masking/indexing 来访问 vin.

R2016b 及更新版本：

function vin = ranking (vin, percentTickerAvailable)
  % Find percentage of NaNs on each line:
  pNaN = mean(isnan(vin), 2, 'double');
  % Fills rows with NaNs:
  vin = vin + 0 ./ (1 - ( pNaN >= percentTickerAvailable));
  % Replace the rest with -Inf
  vin(isnan(vin) & pNaN < percentTickerAvailable) = -Inf;
end

R2016b 之前：

function vin = rankingOld (vin, percentTickerAvailable)
  % Find percentage of NaNs on each line:
  pNaN = mean(isnan(vin), 2, 'double');
  % Fills rows with NaNs:
  vin = bsxfun(@plus, vin, 0 ./ (1 - ( pNaN >= percentTickerAvailable)));
  % Replace the rest with -Inf
  vin(bsxfun(@and, isnan(vin), pNaN < percentTickerAvailable)) = -Inf;
end

Answer 2

您还可以使用逻辑索引来完成此任务：

x(:,:,1) = ...
    [100, 100, 100; ...
    103, 95, 100; ...
    101, 85, 100; ...
    96, 90, 102; ...
    91, 89, 99; ...
    97, 91, 97; ...
    105, 83, 100];

x(:,:,2) = ...
    [50, NaN, NaN; ...
    47, NaN, 40; ...
    45, 60, 45; ...
    47, 65, 45; ...
    51, 70, 45; ...
    54, 65, 50; ...
    62, 80, 55];

    % We fix the threshold
    tres = 0.5; %fix the threshold.

    % We check if a value = NaN or not.
    in  = isnan(x);
    % Which line have more than 50% of NaN ?.
    ind = (sum(in,2)./(size(x,2)))>0.5
    % We generate an index
    [x1,~,x3] = ind2sub(size(ind),ind);
    % We set the NaN index to 0 if the line contains less than 50 % of NaN.
    in(x1,:,x3) = 0;

    % We calculate the new values.
    x(in) = -inf;
    x(x1,:,x3) = NaN;

Answer 3

1)

The percentage of NaN in any given row should be smaller than 1

...你说的是比例吗？在这种情况下，这是一个无用的检查，因为它总是如此。还是谈论百分比？在这种情况下，您的代码不会执行您描述的操作。我猜是比率。

2) 根据我的猜测，我有一个后续问题：按照你的描述，mockup(2,2,2) 不应该保持 NaN 吗？该行中有 33% (<50%) 的 NaN，因此它不满足您的条件 2.

3) 根据我认为合乎逻辑的答案，我会更改 percentNaN = sum(isnan(vin), 2) / size(vin, 2); 以提高可读性，并相应地更改 NaNIdx = percentNaN > percentTickerAvailable;。现在只需在循环前面添加一行：

vin(isnan(vin)) = -inf;

为什么？因为这样你用 -inf 替换了所有的 NaN。稍后，符合条件 1 的将再次被循环覆盖为 NaN。您不需要 InfIdx。

4) 请注意，您的函数目前无法 return vout。让它return vin，你会没事的。

满足特定条件时用 NaN 或 Inf 替换值

Replace values with NaN or Inf when certain conditions are met

matlab

replace

vectorization

nan

multidimensional-array