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标题: [转帖]加速Matlab运行的三重境界 [打印本页]

作者: helen 时间: 2005-2-1 19:34
标题: [转帖]加速Matlab运行的三重境界

非常实用的Matlab编程技巧。可以试一试。

CTerm下载文章: 紫丁香★& }4 I7 @ t/ T# s5 \+ g+ ` % O3 u6 E2 r# O* P3 [8 G' |8 `6 t 发信人: fork (撒哈拉沙漠的沙), 信区: Matlab ( Z' s" K. \# \6 r! @, m% b* O标题: 加速matlab运行的三重境界 1 A+ O1 i4 J; n8 q发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Thu Jul 1 14:27:30 2004) 2 ~6 E' w* C7 I( j5 E+ n6 V( M6 b4 C- ?7 z 加速matlab运行的三重境界 6 D4 f- R* G# L$ F/ `一、遵守Performance Acceleration的规则0 l/ G- v# ?0 y 二、遵守三条规则) ]+ I0 k w6 L: y: v, ? 三、绝招

一、遵守Performance Acceleration的规则% ^3 j) u) o! y. _9 `; J # i6 F6 l8 g9 \6 M& D 关于什么是“Performance Acceleration”请参阅matlab的帮助文件。我只简要的将 + {/ U* \+ _( k/ {3 r ~' I+ M- f其规则总结如下7条：/ n) z; m0 a1 I7 m) W' [ 1、只有使用以下数据类型，matlab才会对其加速： / o, X# S& `& O( Q7 }logical,char,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,double 0 d) D0 h2 _! Z5 b而语句中如果使用了非以上的数据类型则不会加速，如：numeric,cell,structu ; C0 }1 b: i& i9 Ere,single,& l: Q } J" ^ 1 V" [ ?$ e% `5 I% I- a5 q5 o( bfunction handle,java classes,user classes,int64,uint64- [0 \5 @% e! ]( S! b7 F 2、matlab不会对超过三维的数组进行加速。 ; K- K8 m/ M9 j+ {& N1 Q0 I( W# u% h3、当使用for循环时，只有遵守以下规则才会被加速：a、for循环的范围只用标量值, l# d# c1 u% a, ^, ?+ F 来表示； 5 u3 b! ^/ \" J; \( F; k) Gb、for循环内部的每一条语句都要满足上面的两条规则，即只使用支持加速的数 " F# H) Y7 `* G据类型，只使用! y4 O4 b: ]6 k6 _7 q7 K 三维以下的数组；c、循环内只调用了内建函数（build-in function）。 4 f# M4 r& C% l4、当使用if、elseif、while和switch时，其条件测试语句中只使用了标量值时，将 ' L- T5 R. N2 m. d加速运行。 # N0 B! a: G/ M5、不要在一行中写入多条操作，这样会减慢运行速度。即不要有这样的语句：8 R' Y# F. u' I& w x = a.name; for k=1:10000, sin(A(k)), end;6 `$ `* z6 ~- q/ z \6 D7 e 6、当某条操作改变了原来变量的数据类型或形状（大小，维数）时将会减慢运行速 E, h; ? B t4 P& g* @ Q9 @ 度。! D( e( |. i0 T; d0 z$ s8 A 7、应该这样使用复常量x = 7 + 2i，而不应该这样使用：x = 7 + 2*i,后者会降低; O, Q$ G5 A* o8 J- W1 U 运行速度。$ d6 w r/ `8 I$ M : F3 p; a' S9 d# `, b) O. g! D3 V8 o) w# d { h 二、遵守三条规则9 h3 t- z+ b& } 8 ~/ I" l2 T1 E, _1、尽量避免使用循环,MATLAB的文档中写到“MATLAB is a matrix language, whic; S0 d5 W5 o' r+ {5 M" ` h means it is designed ' a% V, Y2 [; F, I , b: J% `4 \) Y4 Bfor vector and matrix operations. You can often speed up your M-file c 6 F+ d& q3 Q' N' |# ~8 _4 iode by using) {/ w# y4 b# T; _5 \- ?' X- A, J vectorizing algorithms that take advantage of this design. Vectorizati + a6 [2 b/ M$ }9 W5 aon means converting5 T) U1 q* o2 N8 K- k. e7 m. k for and while loops to equivalent vector or matrix operations.”。改进% p' k5 y+ t6 e+ j( T9 g 这样的状况有两种方法：; v" c) P& e* P' Z& R 7 p% S, l4 y/ B* i5 B2 V2 G, q0 ] a、尽量用向量化的运算来代替循环操作。如将下面的程序： 4 H+ F- L# d: O& g N4 ^ 3 K3 n. O L4 ~6 ci=0;0 Q, e) X& O: O" ? for t = 0:.01:10' p; S2 p: r- M* x3 Y+ W i = i+1; ( i3 x! v, U- S4 Yy(i) = sin(t);# @6 g0 s0 N* [. d$ U end , M( S6 @) O" H替换为：* B7 x" |/ H" w/ v' G' ~ t = 0:.01:10; * {: i) v7 Q. _y = sin(t); % Q+ Q& H) Y5 G1 f& ]- u速度将会大大加快。最常用的使用vectorizing技术的函数有：All、diff、i , W9 x. O$ G) tpermute、permute、# e( i; y0 w# |& K' L0 e reshape、squeeze、any、find、logical、prod、shiftdim、sub2ind、cums! _+ r5 U- ~5 r um、ind2sub、 ' U$ V% z' a* |7 h) Q9 Cndgrid、repmat、sort、sum 等。7 C9 X. E# p( Y8 O1 q0 G 2 I/ z5 L7 Z( }; z 请注意matlan文档中还有这样一句补充：“Before taking the time to) f* O+ l, G' K0 ]* @$ u Z 6 n' J* j' \8 Hvectorize your code, read the section on Performance Acceleration. 9 i, p h- g) j; c1 f. J: xYou may be able to/ X# d4 x6 |1 g, @8 e6 Q speed up your program by just as much using the MATLAB JIT Accelera 7 S1 x3 B$ f6 S' k. ytor instead of 4 {$ [0 Y+ r* O* M' O% N Fvectorizing.”。何去何从，自己把握。, p+ N- h$ B h; u" a( L2 ^ * D! \- Z$ U' r: m/ _. d3 Rb、在必须使用多重循环时下，如果两个循环执行的次数不同，则在循环的外环执 n% G p8 s6 g* ^# k' L) [6 E 行循环次数少的， , {0 ~/ q' G4 w) w; J内环执行循环次数多的。这样可以显著提高速度。 5 H5 U% Q2 [' z) _8 O$ ^' [1 W - A" _0 u1 h+ Y2 g5 j/ a/ C* d2、a、预分配矩阵空间，即事先确定变量的大小，维数。这一类的函数有zeros、on ' I! A) Y& o1 z: p; w2 [es、cell、struct、 ) J6 T5 ^2 |& V, M9 mrepmat等。0 e) v" d, B( V( r- A% A b、当要预分配一个非double型变量时使用repmat函数以加速，如将以下代码： : C" f; V; M0 p l & ]5 r7 @1 l8 UA = int8(zeros(100)); % \, I: x9 V9 E( P9 r换成： 1 y" V8 |5 ]8 f9 lA = repmat(int8(0), 100, 100); 8 P- M M; y% ?; Rc、当需要扩充一个变量的大小、维数时使用repmat函数。" R% [3 P1 l) x+ c8 W; X( p2 @' ? / Y+ B6 @3 R7 g3 z9 B6 x! b 3、a、优先使用matlab内建函数，将耗时的循环编写进MEX-File中以获得加速。( Y4 p4 K" {: [' Q0 F b、使用Functions而不是Scripts 。5 x0 `# d4 S* x4 V1 O0 R# u 7 ~$ T3 @( Q2 g4 o" { 0 ^; y* W/ F- b9 @4 E, X8 o5 }0 x 三、绝招 8 P7 J( B% x8 H$ }% J! _& M . ~, Q/ g: v# P( n0 R你也许觉得下面两条是屁话，但有时候它真的是解决问题的最好方法。 : x7 ~, O9 `1 z# p' [# u1、改用更有效的算法 : @" C5 X0 ]3 m6 F/ E2、采用Mex技术，或者利用matlab提供的工具将程序转化为C语言、Fortran语言。 7 x- w- H& B0 T; t2 a. I5 W4 I( V$ ^& C+ @ 关于如何将M文件转化为C语言程序运行，可以参阅本版帖子：“总结：m文件转化为c/c++ $ @; g: [/ S0 h" I# a/ k6 j% R语言文件，VC编译”。

作者: aftermath 时间: 2005-2-2 00:01

屁话的几招是够经典呵呵

作者: nightgril 时间: 2005-6-9 22:28

哇,我要试试看，新手上路，请多指教！

作者: damutou 时间: 2005-7-7 12:46

谢谢

作者: ghc_lwd 时间: 2005-8-9 14:38
学习学习

作者: yirongshu 时间: 2005-8-16 20:26
顶

作者: 英雄本色 时间: 2005-9-8 15:54

谢谢了，

作者: ethuo 时间: 2005-9-13 12:12

MATLAB编程是不是很慢阿？？

比不上现在的那些高级程序语言啊？

作者: txj66 时间: 2005-9-13 12:50
标题: 好啊啊

好啊啊

作者: zzm 时间: 2005-11-17 15:34

转化成C语言最实用。

作者: echo5183 时间: 2006-11-29 14:53
顶，有用！

作者: elinor 时间: 2007-4-19 13:57
新手，看不懂也[em06]

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