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forcal 发表于 2011-7-31 15:28

极限测试之Matlab与Forcal编译运行大型程序的效率

这里没有实际的大型程序，仅对大型程序进行了模拟。

首先写5个几乎相同结构的m函数：%file aa.m
function c=aa(x,y)
c= a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)...
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)...
  ... ...
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
end

function c=a000(x,y)
c=x+y;
end
function c=a001(x,y)
c=x+y;
end
... ...
function c=a999(x,y)
c=x+y;
end%file bb.m
function c=bb(x,y)
c= a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)...
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)...
  ... ...
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
end

function c=a000(x,y)
c=x+y;
end
function c=a001(x,y)
c=x+y;
end
... ...
function c=a999(x,y)
c=x+y;
end还有类似的m文件：cc.m、dd.m、ee.m

在matlab 2009a中运行以下代码3次：>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

       10000

Elapsed time is 1.853170 seconds.
>>
>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

       10000

Elapsed time is 0.051328 seconds.
>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

       10000

Elapsed time is 0.058188 seconds.可以看出，首次运行时进行了编译，耗时1.853170秒，以后直接运行，耗时约0.051328 秒。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

写5个与matlab相同的Forcal模块：//aa.txt
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~aa(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  ... ...
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);//bb.txt
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~bb(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  ... ...
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);还有类似的Forcal模块文件：cc.txt、dd.txt、ee.txt

在OpenFC中运行以下代码3次：mvar:
!t=sys::clock();
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\aa.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\bb.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\cc.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\dd.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\ee.txt;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1);
/1000;结果：
10000.
0.141  秒
10000.
0.  秒
10000.
0.  秒

可以看出，Forcal首次运行时进行了编译，耗时0.141秒，以后直接运行，耗时约0秒（耗时少，测不出）。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

本例模拟测试Forcal编译运行效率大致是matlab 的10倍多。
本例的源代码下载：

forcal 发表于 2011-7-31 15:30

实际上，Forcal的以上5个模块可以放在一个模块文件中，或者直接写在OpenFC的代码窗口：mvar:
!t0=sys::clock();    //用t0记住此时的时间。该表达式编译后立即执行。

#MODULE#
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~aa(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
#END#

#MODULE#
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~bb(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
#END#

#MODULE#
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~cc(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
#END#

#MODULE#
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~dd(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
#END#

#MODULE#
a000(x,y)=x+y;
a001(x,y)=x+y;
a002(x,y)=x+y;
... ...
a999(x,y)=x+y;

~ee(x,y)=
   a000(x,y)+a001(x,y)+a002(x,y)+a003(x,y)+a004(x,y)+a005(x,y)+a006(x,y)+a007(x,y)+a008(x,y)+a009(x,y)
  +a010(x,y)+a011(x,y)+a012(x,y)+a013(x,y)+a014(x,y)+a015(x,y)+a016(x,y)+a017(x,y)+a018(x,y)+a019(x,y)
  +a990(x,y)+a991(x,y)+a992(x,y)+a993(x,y)+a994(x,y)+a995(x,y)+a996(x,y)+a997(x,y)+a998(x,y)+a999(x,y);
#END#

mvar:
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1);
/1000;结果：
10000.
9.4e-002  秒

多次运行的结果相同，每次都是先编译后计算。编译和计算共耗时9.4e-002  秒，由于不读文件，故耗时减少了。

每个模块文件可包含许多子模块，每个子模块可输出任意多个全局函数，这是Forcal的优点。模块及函数不必存为磁盘文件也可编译运行，也是Forcal的优点。

forcal 发表于 2011-7-31 15:35

为了使测试更符合实际，改写函数：function c=a000(x,y)
c=x+y;
end为下面更一般的形式：function c=a000(x,y)
s=0;
if x>y
  s=x+y;
else
  s=x-y;
end
for i=0:2
  s=s+i;
end
c=s+x+y-x*(exp(y-x)+sin(x+cos(y))-0.5);
end对aa.m、bb.m、cc.m、dd.m、ee.m中所有的类似函数都进行改写。

在Matlab 2009a中的运行结果为：>> clear all
>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

  1.7502e+004

Elapsed time is 8.762889 seconds.
>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

  1.7502e+004

Elapsed time is 0.069484 seconds.
>> tic;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1)
toc

ans =

  1.7502e+004

Elapsed time is 0.068631 seconds.和以前一样，第一次运行进行了编译，耗时较长，其余2次不再编译，故耗时较短。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

对Forcal程序做同样的更改，即将函数：a000(x,y)=x+y;改为：a000(x,y:s,i)=
  s=0,
  s=which{ x>y,
    x+y,
    x-y
  },
  i=0, while{i<=2,
    s=s+i, ++i
  },
  s+x+y-x*(exp(y-x)+sin(x+cos(y))-0.5);其实改成以下更好，但为了使代码看起来比较长，还是采用上面的写法。a000(x,y:s,i)=
  s=0,
  s=which{ x>y,   x+y,   x-y},
  i=0, while{i<=2,   s=s+i++ },
  s+x+y-x*(exp(y-x)+sin(x+cos(y))-0.5);对aa.txt、bb.txt、cc.txt、dd.txt、ee.txt中所有的类似函数都进行改写。

在OpenFC中的运行以下代码：mvar:
!t=sys::clock();
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\aa.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\bb.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\cc.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\dd.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\ee.txt;
aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1);
/1000;结果为：
17502.32453314312
0.281  秒
17502.32453314312
0.  秒
17502.32453314312
1.5e-002  秒

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

可以看出，随着函数变得复杂，Matlab编译耗时增加较快，本例中，Matlab与Forcal耗时之比大约为31:1。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

为了比较Matlab与Forcal运行耗时，多次运行以下Matlab代码，时间基本相同：>> tic;
s=0;
for i=1:10
  s=s+aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1);
end
s
toc

s =

  1.7502e+005

Elapsed time is 0.426280 seconds.多次运行以下Forcal代码：mvar:
!t=sys::clock();
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\aa.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\bb.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\cc.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\dd.txt;
#USE# D:\Forcal\Forcal32W\matlab\ee.txt;
i=0, s=0, while{i<10, s=s+aa(1,1)+bb(1,1)+cc(1,1)+dd(1,1)+ee(1,1), i++}, s;
/1000;结果：
175023.2453314311
6.3e-002  秒

故本例中，Matlab与Forcal运行耗时之比大约为6:1。
本例源代码下载：

jmedwardliu1205 发表于 2011-7-31 22:09

好啊谢谢啊

justftdsky 发表于 2011-8-1 09:51

我去。。。。。这个还是和电脑性能有关的吧

forcal 发表于 2011-8-1 10:43

justftdsky 发表于 2011-8-1 09:51 static/image/common/back.gif
我去。。。。。这个还是和电脑性能有关的吧

应该和电脑性能有关。
我是在同一台电脑上进行测试的，但结果也仅限于此电脑的此种配置。
若有不同电脑或matlab不同版本的测试结果，可在这里贴出，以便于比较。

alair005 发表于 2012-2-7 13:06

sxjm567 发表于 2012-12-26 00:55

好东西哦，大家不要光看不顶

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