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줄리아에서 배열의 배열을 연결시키는 트릭

개요

줄리아에서는 append!와 같은 함수를 통해 배열의 배열을 연결시킬 수 있지만, 뱅 컨벤션 !이 붙은만큼 원래의 배열을 변형시키는 부작용이 있다. 이를 회피하기 위해 스플랫 오퍼레이터 ...를 사용하는 트릭을 소개한다.

코드

길이가 다른 배열의 배열병합

julia> y = [[3, 1, 4], [1, 5], [9, 2]]
3-element Vector{Vector{Int64}}:
 [3, 1, 4]
 [1, 5]
 [9, 2]

julia> [y...;]
7-element Vector{Int64}:
 3
 1
 4
 1
 5
 9
 2

세미콜론 ;는 배열 y의 나열 y... 끝에 오는 경우 그 자체로 배열의 병합이 된다. 이는 [y[1]; y[2]; y[3]], 더 세련되게는 vcat(x...)과 같은 결과를 리턴한다.

세로병합 [x...;]

행렬의 차원별로 일치한다면, 행렬 역시 배열의 성질을 가지므로 병합을 하지 못할 이유가 없다. 다차원 병합의 경우 x... 뒤에 붙는 세이콜론의 수 n에 대해 cat(x..., dims=n)과 같은 결과를 리턴한다. 이렇게 말로 설명하면 이해하기 어렵고, 구체적인 예시를 통해 확인해 보도록 하자.

julia> x = [reshape(1:4, 2, 2), reshape(5:8, 2, 2), reshape(9:12, 2, 2)];

julia> x[1]
2×2 reshape(::UnitRange{Int64}, 2, 2) with eltype Int64:
 1  3
 2  4

julia> x[2]
2×2 reshape(::UnitRange{Int64}, 2, 2) with eltype Int64:
 5  7
 6  8

julia> x[3]
2×2 reshape(::UnitRange{Int64}, 2, 2) with eltype Int64:
  9  11
 10  12

위와 같이 2차원 배열의 배열이 주어져 있다고 하자.

julia> [x...;]
6×2 Matrix{Int64}:
  1   3
  2   4
  5   7
  6   8
  9  11
 10  12

julia> [x...;] == cat(x..., dims = 1)
true

[x...;]은 cat(x..., dims = 1)과 같은 결과로써 행렬을 세로로 병합한 행렬을 리턴한다.

가로병합 [x...;;]

julia> [x...;;]
2×6 Matrix{Int64}:
 1  3  5  7   9  11
 2  4  6  8  10  12

julia> [x...;;] == cat(x..., dims = 2)
true

[x...;;]은 ;이 두 개니까 cat(x..., dims = 2)과 같은 결과로써 행렬을 가로로 병합한 행렬을 리턴한다.

높이병합 [x...;;;]

julia> [x...;;;]
2×2×3 Array{Int64, 3}:
[:, :, 1] =
 1  3
 2  4

[:, :, 2] =
 5  7
 6  8

[:, :, 3] =
  9  11
 10  12

julia> [x...;;;] == cat(x..., dims = 3)
true

텐서라고 안 될 이유가 없다. [x...;;;]은 ;이 세 개니까 cat(x..., dims = 3)과 같은 결과로써 행렬을 높게 쌓은 텐서를 리턴한다.

전체 코드

y = [[3, 1, 4], [1, 5], [9, 2]]
[y...;]

x = [reshape(1:4, 2, 2), reshape(5:8, 2, 2), reshape(9:12, 2, 2)];
x[1]
x[2]
x[3]

[x...;]
[x...;] == cat(x..., dims = 1)

[x...;;]
[x...;;] == cat(x..., dims = 2)

[x...;;;]
[x...;;;] == cat(x..., dims = 3)

환경

• OS: Windows
• julia: v1.11.1

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