Linux_vi非贪婪匹配_\{-}

本文介绍如何在Linux环境下使用vi编辑器进行非贪婪匹配操作,具体包括使用shift和分号快捷键,匹配特定模式直到遇到第一个tab字符,并解释了\{-}

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Linux_vi非贪婪匹配_\{-}


vi打开一个文件

同时按下shift和分号(即:)
1,$s/1\..\{-}\(\t\)/1\1/g

匹配1.后面加任意字符直到遇到第一个\t(tab)


\{-}也即平时用的?

.\{-}相当于.?

\(\t\)与替换的\1对应,指的是第一个括号中的字符串。

<think>好的,我现在需要将用户提供的Matlab代码转换为Python。首先,我得仔细阅读并理解这段Matlab函数的功能。函数名为double_exp_shaping,输入参数包括vi(输入信号)、fs(采样率)、tau_rise和tau_fall(上升和下降时间常数)、time_slope和time_flat(斜波和平顶时间)。输出是vo,即处理后的信号。 首先,观察函数的结构。函数初始化vo为一个全零数组,长度与vi相同。然后计算na、nb、nc为基于时间和采样率的整数。接下来计算d1和d2,这两个参数是与时间常数和采样率相关的指数衰减系数。 然后进入一个循环,从1到vi的长度。在循环内部,获取不同延迟的vi值,比如n-1、n-2等。这里用到了get_vi_value函数,可能用于处理索引越界的情况,比如当n-1小于1时返回0或其他默认值。Matlab的索引从1开始,而Python从0开始,这点需要注意。 在计算vo(n)时,使用了前两次的输出值von_1和von_2,以及当前和之前多个时刻的输入值。公式中的各项可能对应某种滤波器的差分方程实现。之后,对vo(n)进行限幅,确保不小于0。最后更新von_1和von_2的值。 接下来,我需要考虑如何将这段代码转换为Python。需要注意以下几点: 1. **索引处理**:Matlab的数组索引从1开始,而Python从0开始。所有涉及到索引的地方都需要调整。例如,n在Matlab中从1开始到length(vi),而Python中应该从0到len(vi)-1。因此,循环变量n的范围需要调整,并且所有涉及n-k的索引都需要检查是否越界,此时应该返回0。 2. **get_vi_value函数**:在Matlab中,当索引小于1时,vi(n - k)会返回空或报错,但用户自定义的get_vi_value可能处理了这种情况,返回0或其他默认值。在Python中,我们需要实现类似的逻辑,当索引小于0或超过数组长度时返回0。 3. **数组初始化**:Matlab中使用zeros(1, length(vi)),Python中可以用列表或numpy数组。考虑到性能,可能使用numpy数组更高效,特别是处理长信号时。 4. **循环中的变量更新**:Matlab代码中的von_1和von_2在每次迭代后更新,Python中需要相应的变量来保存前两次的输出值。 5. **数学运算**:Matlab中的算术运算符在Python中基本相同,但需要注意除法运算符的不同(在Python3中,/是浮点除法,而Matlab中的除法行为类似)。 6. **边界处理**:在循环中,当n小于na、nb、nc等值时,对应的延迟索引可能为负数,此时需要返回0。例如,当n=0时(Python索引),n - na可能为负数,此时应该取0。 接下来,逐步转换代码: 首先,定义Python函数,参数相同。初始化vo为一个列表或numpy数组。这里选择使用列表,然后转换为numpy数组以提高性能,但也可以直接初始化numpy数组。 计算na、nb、nc时,使用round函数,但需要注意在Python中round返回的是浮点数,需要转换为整数。例如,na = int(round(time_slope * fs))。 计算d1和d2,使用math.exp函数。 循环变量n在Python中应该从0到len(vi)-1。在Matlab代码中,原循环是n=1到length(vi),对应Python的索引0到len(vi)-1。因此,循环改为for n in range(len(vi))。 在循环内部,获取不同延迟的vi值。例如,vin_1对应vi[n-1]在Matlab中,但在Python中当n-1 <0时,返回0。因此,需要实现一个辅助函数get_vi_value,当索引有效时返回vi的值,否则返回0。 然后,计算vo[n]的表达式。注意,在Matlab中,vo(n) = ...,而在Python中是vo[n] = ...。同时,von_1和von_2的初始值为0,每次迭代后更新为当前vo[n]和前一个von_1。 在计算vo[n]时,分母是na*(d1 -d2),需要注意除以零的情况,但根据参数tau_rise和tau_fall的不同,d1和d2应该不同,所以分母不为零。 最后,对vo[n]应用max(0, ...)进行限幅。 现在,编写get_vi_value函数。在Matlab代码中,get_vi_value(vi, n-1)等调用,其中n从1开始,所以当n-1为0时是第一个元素。在Python中,n在循环中是0到len(vi)-1,所以n-1可能为-1,此时应返回0。因此,get_vi_value函数在Python中可以定义为:如果索引k在0到len(vi)-1之间,返回vi[k],否则返回0。 或者,可以在代码中直接处理索引,例如: vin_1 = vi[n-1] if (n-1) >=0 else 0 但考虑到在Matlab代码中,get_vi_value可能处理了更复杂的索引(比如n - na等可能远小于0的情况),所以需要确保所有索引都是有效的。 因此,在Python中,可以编写一个辅助函数: def get_vi_value(vi, index): if index < 0 or index >= len(vi): return 0 else: return vi[index] 然后在循环中调用这个函数,传入vi和计算后的索引。例如,对于vin_na,对应的Matlab是n - na,但因为在Matlab中n从1开始,而Python中n从0开始,所以当在Python中,计算n - na +1?或者需要仔细调整索引? 这里可能存在一个索引偏移的问题。因为Matlab中的n从1到length(vi),而Python中的n从0到len(vi)-1。例如,在Matlab中,当n=1时,n-1=0,对应第一个元素,但在Python中,当n=0时,n-1=-1,此时应返回0。所以原Matlab中的索引n - k对应Python中的n+1 -k。或者,可能不需要调整,因为原Matlab代码中的n循环从1到length(vi),而n对应的是当前处理的样本,所以对于每个n,在Matlab中的当前输入是vi(n),而在Python中是vi[n]。但是,当处理n - k时,在Matlab中如果n -k <1,则返回0;在Python中,当n -k <0时返回0。例如,Matlab中的n=1,k=1时,n-k=0,get_vi_value返回0;Python中n=0,k=1,n-k= -1,同样返回0。因此,索引转换不需要调整,直接使用n -k即可,因为Matlab的n从1开始,Python的n从0开始,但对应的延迟索引需要一致。 例如,在Matlab中,当处理n=1时,n-1=0,此时返回0;在Python中,当处理n=0时,n-1=-1,同样返回0。所以,辅助函数可以正确处理这种情况。 现在,将所有变量转换为Python代码: 初始化vo为一个列表,初始值为0。然后循环处理每个n,计算各个vin_变量。 需要注意的是,在Matlab代码中,vo(n)的计算涉及到多个项,例如vi(n)对应Python中的vi[n],vin_na对应vi[n - na],但需要处理索引是否有效。 因此,Python代码的大致结构如下: import numpy as np import math def double_exp_shaping(vi, fs, tau_rise, tau_fall, time_slope, time_flat): vo = np.zeros(len(vi)) na = int(round(time_slope * fs)) nb = int(round((time_slope + time_flat) * fs)) nc = na + nb d1 = math.exp(-1 / (fs * tau_fall)) d2 = math.exp(-1 / (fs * tau_rise)) von_1 = 0.0 von_2 = 0.0 for n in range(len(vi)): # 计算各个延迟的vivin = vi[n] vin_1 = get_vi_value(vi, n-1) vin_2_val = get_vi_value(vi, n-2) vin_na = get_vi_value(vi, n - na) vin_nb = get_vi_value(vi, n - nb) vin_nc = get_vi_value(vi, n - nc) vin_na_1 = get_vi_value(vi, n - na - 1) vin_nb_1 = get_vi_value(vi, n - nb - 1) vin_nc_1 = get_vi_value(vi, n - nc - 1) vin_na_2 = get_vi_value(vi, n - na - 2) vin_nb_2 = get_vi_value(vi, n - nb - 2) vin_nc_2 = get_vi_value(vi, n - nc - 2) # 计算vo[n] numerator = (vin - vin_na - vin_nb + vin_nc) - (d1 + d2) * (vin_1 - vin_na_1 - vin_nb_1 + vin_nc_1) + d1 * d2 * (vin_2_val - vin_na_2 - vin_nb_2 - vin_nc_2) denominator = na * (d1 - d2) if denominator == 0: # 防止除以零,但根据参数应不为零 vo_n = 2 * von_1 - von_2 else: vo_n = 2 * von_1 - von_2 + numerator / denominator vo[n] = max(0, vo_n) # 更新前两次的输出值 von_2 = von_1 von_1 = vo[n] return vo def get_vi_value(vi, index): if index < 0 or index >= len(vi): return 0.0 else: return vi[index] 这里需要注意的是,原Matlab代码中的vin_2在Python中可能与变量名冲突,因此改为vin_2_val。另外,所有的变量名可能需要调整,例如vin_na_1对应n-na-1的索引。 另外,在分母的计算中,na可能为0?但根据参数,time_slope和fs应该都是正数,所以na应该是正数,所以分母不为零。但为了安全起见,可以添加一个条件判断。 此外,Matlab代码中的数组是1-based,而Python是0-based,但通过get_vi_value函数的处理,索引越界时返回0,所以应该没有问题。 测试这段代码是否与Matlab原函数功能一致。例如,当输入信号vi为一个脉冲时,输出是否符合预期的双指数成形。 可能的问题包括: - na、nb、nc的计算是否正确,特别是round函数的使用是否与Matlab一致。在Matlab中,round函数是四舍五入,Python的round函数行为类似,但需要注意浮点数的精度问题。 - 索引是否正确处理,特别是当n - na等为负数时返回0。 - 分母是否为0的情况,需要确保参数设置正确。 - 数值精度问题,可能导致结果微小的差异,但通常可以接受。 最后,将vo初始化为numpy数组,提高计算效率,特别是在处理长信号时。此外,循环在Python中可能较慢,如果性能成为问题,可以考虑使用Numpy的向量化操作,但根据原Matlab代码的结构,可能难以向量化,因为每个vo[n]依赖于前两个输出值,导致循环依赖。</think>将MATLAB代码转换为Python时,需要注意索引差异和边界处理。以下是等效的Python实现: ```python import numpy as np def double_exp_shaping(vi, fs, tau_rise, tau_fall, time_slope, time_flat): """双指数脉冲梯形成形算法 参数: vi (np.array): 输入信号 fs (float): 采样率 tau_rise (float): 上升时间常数 tau_fall (float): 下降时间常数 time_slope (float): 斜波时间 time_flat (float): 平顶时间 返回: np.array: 成形后的输出信号 """ vo = np.zeros_like(vi) na = int(round(time_slope * fs)) nb = int(round((time_slope + time_flat) * fs)) nc = na + nb d1 = np.exp(-1 / (fs * tau_fall)) d2 = np.exp(-1 / (fs * tau_rise)) von_1 = 0.0 von_2 = 0.0 for n in range(len(vi)): # 获取历史采样值(自动处理边界) vin = vi[n] vin_1 = vi[n-1] if n-1 >= 0 else 0 vin_2 = vi[n-2] if n-2 >= 0 else 0 vin_na = vi[n-na] if n-na >= 0 else 0 vin_nb = vi[n-nb] if n-nb >= 0 else 0 vin_nc = vi[n-nc] if n-nc >= 0 else 0 vin_na_1 = vi[n-na-1] if n-na-1 >= 0 else 0 vin_nb_1 = vi[n-nb-1] if n-nb-1 >= 0 else 0 vin_nc_1 = vi[n-nc-1] if n-nc-1 >= 0 else 0 vin_na_2 = vi[n-na-2] if n-na-2 >= 0 else 0 vin_nb_2 = vi[n-nb-2] if n-nb-2 >= 0 else 0 vin_nc_2 = vi[n-nc-2] if n-nc-2 >= 0 else 0 # 计算当前输出 numerator = (vin - vin_na - vin_nb + vin_nc) \ - (d1 + d2)*(vin_1 - vin_na_1 - vin_nb_1 + vin_nc_1) \ + d1*d2*(vin_2 - vin_na_2 - vin_nb_2 - vin_nc_2) denominator = na * (d1 - d2) vo_current = 2*von_1 - von_2 + numerator / denominator # 限幅处理 vo[n] = max(0, vo_current) # 更新历史状态 von_2, von_1 = von_1, vo[n] return vo ``` **主要修改说明**: 1. 使用numpy数组替代MATLAB矩阵操作 2. 索引处理:Python使用0-based索引,通过条件表达式处理边界条件 3. 移除独立的get_vi_value函数,直接使用条件表达式进行边界判断 4. 使用numpy的exp函数替代MATLAB的exp 5. 保留核心算法结构,保持变量命名与原文一致
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