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【转载】加速matlab运行的三个境界

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数学中国总编辑

  • TA的每日心情

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    1#
    发表于 2010-1-25 22:39 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta |邮箱已经成功绑定
    本帖最后由 厚积薄发 于 2010-1-25 22:54 编辑
    & G+ ]+ b4 P9 [& _' Y# \+ Q: T% x) H, i
    加速matlab运行的三重境界

    加速matlab运行的三重境界3 H' `' _9 W/ ~* I0 C
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    + P" y, J' S' @0 h% }2 d%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$ A, K0 d6 R, n& ]3 E6 k% A+ J, e
    一、 遵守Performance Acceleration的规则" M2 ]1 ?/ U* [9 L* d9 j
    二、 遵守三条规则6 R* a& N7 M& g  a  f- p- Z
    三、 绝招
    & X: @. ~" d3 @! X4 y% R%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    2 _- l4 Z3 A0 R  {- a/ x9 X, u. m& R%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

    一、 遵守Performance Acceleration的规则( I6 h# q& v: [: p8 B5 Q% I/ f
    关于什么是“Performance Acceleration”请参阅matlab的帮助文件。我只简要的将8 z% \" ~5 |0 M0 a1 {$ Z
    其规则总结如下7条:1 M- z! n; y  r8 s
    1、只有使用以下数据类型,matlab才会对其加速:# U9 u) R  W. v" w
    logical,char,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,double7 y) S( o9 ]$ B6 C
    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
    2 [$ \; l. _# P: U2 g9 {re,single,. L1 q2 G6 W2 X2 ^
    function handle,java classes,user classes,int64,uint64; \9 _0 v; ^. c5 z1 r6 P% d
    2
    matlab不会对超过三维的数组进行加速。
    $ t/ @+ o' N- d) a8 d, l
    3、当使用for循环时,只有遵守以下规则才会被加速:afor循环的范围只用标量值
    1 I) ~. U* s8 U3 t来表示;
    % d( s3 o, L  d: u  N8 C$ ], Fbfor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
    5 F$ {% L/ H# R3 e, E+ w% H据类型,只使用) @! p3 w6 v# n  _% F
    三维以下的数组;c、循环内只调用了内建函数(build-in function)。
    0 H4 ^' U. S3 ^5 s3 b4、当使用ifelseifwhileswitch时,其条件测试语句中只使用了标量值时,将- f3 ]$ Y* a4 E' e
    加速运行。3 Y! p* L) |8 c0 K3 U$ }! e1 d* e
    5、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:
    0 e+ S! a2 t+ J- I5 p) v( _x = a.name; for k=1:10000, sin(A(k)), end;
    - b! O5 o- L  r. m6 y7 O* z6
    、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
    5 b8 z. Q, |4 `$ f& |* M度。
      ?; [8 R: g, y; |2 d) R: b. d7、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
    $ Z7 }4 |" R) m; }. h运行速度。" q& b, l2 l) f# {- F% h+ m- F6 {$ L
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%) L, k6 y, r- T/ m5 L8 b$ m: @
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    ( ~& i& H& m) Y$ u! G: [$ Z
    二、 遵守三条规则
    1 U  l0 v6 l3 p9 z- }$ G' F7 M4 C1、尽量避免使用循环,MATLAB的文档中写到“MATLAB is a matrix language, whic
    ! `6 m8 i$ _# t# S% I! I  `h means it is designed* [" J4 h, ^& r% G; F
    for vector and matrix operations. You can often speed up your M-file c, y8 M8 o" @1 i  l+ P5 D, V
    ode by using8 V% d8 E9 I6 r4 j( T
    vectorizing algorithms that take advantage of this design. Vectorizati- L" l  f0 Z" x/ Z/ L
    on means converting
    $ g; I& X# z4 u1 h- Qfor and while loops to equivalent vector or matrix operations.”
    。改进
    : b" F' A; V8 f2 f0 X
    这样的状况有两种方法:
    0 H% l0 `2 y7 na、尽量用向量化的运算来代替循环操作。如将下面的程序:
    : Z# j5 V. E& ?3 N/ Xi=0;& ]0 c7 V. V2 Y) C  C3 K# ?
    for t = 0:.01:10$ k; ~1 g3 A+ R* ~* V* C
    i = i+1;
    7 r' G0 F/ J2 w$ I7 vy(i) = sin(t);& E9 e  {( a9 A
    end1 e2 I- ?2 M6 @2 a# J$ q& g# I9 D! p
    替换为:2 B& R# l& T: S9 V: \$ E6 J
    t = 0:.01:10;( v. j7 [  ~  W$ \! v
    y = sin(t);2 `% E  V* D, [/ Y" [
    速度将会大大加快。最常用的使用vectorizing技术的函数有:Alldiffi
    ' B2 x: }  m4 e9 r5 ipermute
    permute

    . g# ^! S# _$ @: ~4 k1 Q  Kreshapesqueezeanyfindlogicalprodshiftdimsub2indcums
    + H3 ]  g( H, M+ d" t1 _um
    ind2sub
    5 @# n' h0 D/ t- z) h7 z  \
    ndgridrepmatsortsum 等。3 f3 [( ^% A/ p
    请注意matlan文档中还有这样一句补充:“Before taking the time to
    1 s( c, L4 {( tvectorize your code, read the section on Performance Acceleration.- ?. u3 m  P, \# R3 A- z
    You may be able to
    8 J: z. a7 q& ?: n# mspeed up your program by just as much using the MATLAB JIT Accelera
    8 k! Q! |/ X, U, N+ vtor instead of
    ' Y2 M, O6 F" `( E+ Kvectorizing.”
    。何去何从,自己把握。

    ) n7 d0 ?2 b* Nb、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8 \1 `  t' O+ l$ ~( j
    行循环次数少的," k. e  r8 l* N! l
    内环执行循环次数多的。这样可以显著提高速度。( X4 f0 N/ u$ A7 J7 S
    2a、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zeroson4 r; `# B" B/ z- V# N+ ~. a
    es
    cellstruct
    ; s0 ]% D4 E% G! U7 Y; T
    repmat等。
    6 l" T' J' _' u( h1 Y8 @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:
    6 d" h& E$ B' a8 W9 [6 E: VA = int8(zeros(100));
    6 I0 }6 p0 S, P, P$ a0 u: \
    换成:& c9 y$ x0 v4 }; d0 Q6 n$ n# V4 u
    A = repmat(int8(0), 100, 100);6 @% H0 {0 j* t- U/ |& ]
    c
    、当需要扩充一个变量的大小、维数时使用repmat函数。4 l0 ]4 z4 c% n- l' Z  m: C) @
    3a、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。8 Z) y* h8 a2 i! u5 C
    b、使用Functions而不是Scripts / S9 T6 b( [/ s- {
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% g8 }5 {' ^1 D
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%! s0 k4 v: @8 E1 s- v3 x, \
    三、 绝招, w/ K+ u4 |  _/ p) Z
    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。
    . C  W7 _. Y, u0 F( V1、改用更有效的算法4 p* v! Z5 a7 J* v! @
    2、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。

    6 ]* K! \; q# r

    * r1 S  ^$ M0 e2 K/ p# e# Q8 ~  来源:iLoveMatlab
      E& x% Y8 ?4 W& d' `* ^2 ]: b0 _: C1 P) l3 w
    4 N2 n& `* z3 ^- d: i& Q0 `
    在这里本人推荐使用‘绝招’。
    zan
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    嘿嘿~  可爱的我~
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    mark。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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    收藏了~~~对现在建模很有用……我上次写的程序就运行了N久都没出结果……郁闷……
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    schnee        

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    [LV.4]偶尔看看III

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