如何在matlab矩阵中随机生成圆【含源代码】

巴山学长

发布于 2021-03-30 03:39:16

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言归正传，巴山在浏览知乎时邀请我回答上图所示的问题，所幸就点进去看了一眼，并给了解题思路。

该问题所涉及的知点并不多也不难，主要就是如何生成圆以及矩阵赋值操作。因为矩阵是离散数据集，因此对矩阵的大小要有一定的限制，比如在一个2✖2或5✖5的矩阵中生成随机圆显然是没有意义的。

巴山将按以下步骤来解决该问题：

首先，初始化一定大小元素值全为false的逻辑矩阵JZ，并定义一个取值为0到2π的角theta，定义角是因为圆的参数方程要用到。

其次，随机生成圆心和半径，当然都得在矩阵大小范围内，特别提醒，这里的圆心只能取整数值，因为矩阵索引值不能为小数。

最后，根据半径和圆心生成圆的位置坐标并取整，剔除超过矩阵大小范围的位置，将矩阵中对应位置设置为true即可

以下是main函数及子函数randCircle：

main函数：

% 作者：巴山
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clc;clear;
M = 500;

figure;
JZ  = randCircle(M);
himg = imshow(JZ);
% 更新圆
hold on;
for k = 1:20
    [~,L] = randCircle(M);
    JZ(sub2ind(size(JZ),L(:,2),L(:,1))) = true;
    set(himg,'CData',JZ);
    pause(0.2);
end
hold off;

子函数randCircle：

function [JZ,L] = randCircle(M)

JZ    = false(M,M); 

% 定义圆周角
theta = linspace(0,2*pi,round(M*2));

% 定义随机函数
rfun = @(a,b) a+(b-a)*rand;

% 随机圆心和半径
C    = round([rfun(1,M-1),rfun(1,M-1)]);
R    = rfun(5,M*0.15);

% 生成圆
x    = round(C(2) + R*cos(theta))';
y    = round(C(1) + R*sin(theta))';

% 剔除位置小于0的点
loc  = find((x>0) & (y>0));

[m,n] = size(JZ);
nx   =  x(loc)-n;
ny   =  y(loc)-m;
% 剔除位置超出范围的点
nloc  = find((nx<0) & (ny<0));

% 组合坐标
L  = [ny(nloc)+m, nx(nloc)+n];
L  = unique(L,'rows');
% 将符合条件的位置赋值为true
JZ(sub2ind(size(JZ),L(:,2),L(:,1))) = true;