加速matlab运行的三重境界

zzwszj

发信人: fork (撒哈拉沙漠的沙), 信区: Matlab 标 题: 加速matlab运行的三重境界 发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Thu Jul 1 14:27:30 2004) $ a+ W5 L* c9 O5 D# F7 z 6 b# l; R2 Y, `/ C加速matlab运行的三重境界

* ]3 R2 }# J7 K" {& u 5 N4 i% Q) |) s

一、 遵守Performance Acceleration的规则 2 E# _- s$ f& k! q 关于什么是“Performance Acceleration”请参阅matlab的帮助文件。我只简要的将 ! B* A4 p9 U' L9 E& T4 x, `其规则总结如下7条： ! ]! m( L4 P$ m8 T) r6 |1、只有使用以下数据类型，matlab才会对其加速： logical,char,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,double , [- l, p9 |& U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 re,single, 6 \6 S1 D; I; ?function handle,java classes,user classes,int64,uint64 1 T5 ~$ F4 j: G2 y2、matlab不会对超过三维的数组进行加速。 3、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 3 t2 [0 G5 o# M( I% K来表示； - p. E1 x j5 L4 o w+ f! N: ib、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 ) f8 W. n( O) D7 j* J5 j$ i据类型，只使用 三维以下的数组；c、循环内只调用了内建函数（build-in function）。 ! _. M4 D- X. G/ c! i( J- J2 ^4、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 加速运行。 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： x = a.name; for k=1:10000, sin(A(k)), end; $ m: b/ v! y2 H( l8 g, x" U# {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 度。 - Z; U1 a$ Z" N) E3 c& ]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 ) O3 i% U+ k4 W, e7 U% e6 H运行速度。 5 J0 n& v6 L3 |2 f4 A; b3 e3 U

$ W/ H+ H, y# Q; p/ o

二、 遵守三条规则 6 X6 N) i( C. N# ] S- q+ ?( G1、尽量避免使用循环,MATLAB的文档中写到“MATLAB is a matrix language, whic h means it is designed . T' h/ x# t2 @ for vector and matrix operations. You can often speed up your M-file c ode by using 6 F4 Y/ O0 e7 C V: |vectorizing algorithms that take advantage of this design. Vectorizati / R; n/ |6 w% h# m" e' A9 T/ I* uon means converting & Z& }, Z% @& X0 D$ L+ `/ g3 B9 sfor and while loops to equivalent vector or matrix operations.”。改进 " H: u- N' S/ b3 K7 T这样的状况有两种方法： - i J: A* o+ l' i$ F( p/ `1 j& S' g a、尽量用向量化的运算来代替循环操作。如将下面的程序： 3 @8 g+ P2 k! ^3 M- mi=0; for t = 0:.01:10 i = i+1; ) p3 A) l. G ?1 F: By(i) = sin(t); end 替换为： + Z4 y9 @8 [; Z( T4 P% v6 I$ jt = 0:.01:10; ' _% r T, |8 b' |7 k/ u, u' ~3 By = sin(t); " W$ c: ]7 R4 j速度将会大大加快。最常用的使用vectorizing技术的函数有：All、diff、i permute、permute、 reshape、squeeze、any、find、logical、prod、shiftdim、sub2ind、cums 8 h' W8 Z6 |" P8 B* vum、ind2sub、 , r5 Q6 N* Z G9 X) I$ A: Gndgrid、repmat、sort、sum 等。 ' ~4 V o w9 G * s; x. z' H/ S0 c请注意matlan文档中还有这样一句补充：“Before taking the time to 1 R. l0 P5 O$ ~2 x" A9 J9 dvectorize your code, read the section on Performance Acceleration. 3 v# v2 q6 [ n: HYou may be able to ' n1 u7 {/ Z2 {+ tspeed up your program by just as much using the MATLAB JIT Accelera + b6 R$ x) I% g7 I; o2 G# Stor instead of $ J! i- i1 K1 Z; k7 p# gvectorizing.”。何去何从，自己把握。 6 D6 D9 r$ H& w6 x$ K y$ g+ T b、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 7 [# D+ e- G2 r2 Q8 `1 f行循环次数少的， 内环执行循环次数多的。这样可以显著提高速度。 2 R- X- T3 ?, h" |+ x3 l , c8 d: `' V+ D1 u1 ?* [- c# W2、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 es、cell、struct、 + k+ R3 t& k$ e5 |9 a1 orepmat等。 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： 7 t# o" }( t, t3 M% K , \$ [( x5 B6 N9 ?- W$ lA = int8(zeros(100)); i* ]0 |8 B( b6 ^5 O, L换成： 6 K6 _0 d3 N7 {A = repmat(int8(0), 100, 100); c、当需要扩充一个变量的大小、维数时使用repmat函数。 # E8 q/ u) \/ l9 u2 z1 x & J* K: w6 ^$ X; e+ c1 v9 T3、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。 / |3 A* M3 m" m9 K: N- ib、使用Functions而不是Scripts 。 ( X$ g* F. \3 G& ]$ J2 e

4 N) _, [" @( p# z

三、 绝招 * @5 t ?+ P/ e) N) k4 ~# S0 h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。 2 g9 U0 i; @$ @' J1、改用更有效的算法 1 ~; }* K3 F" L* y1 T9 L1 U* y: D6 Q0 _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。 ' I. v+ z& W; T% W 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++ % Z! A, M. o$ M3 m语言文件，VC编译”。

fup

Great.

ornewuser

好文章

zzwszj

注意

( K/ C9 k9 e; `( N

加速之前应该先测试 使用profiler可以获得程序各个部分的耗时 如此就能高效的加速 " \4 z4 b2 H' x7 {4 r0 O

8 _! Z$ \) S7 B T4 W2 K

因为有的时候导致速度变慢的原因是逻辑结构不合理， 5 _# T; n& j, B( d, D6 ^而不涉及程序技术

hamburger_2004

收到！[em02]

hamburger_2004

多谢掌门人，对俺的帮助太大了。

布赖

有没有经过考验的？？？？？？？？