本帖最后由 厚积薄发 于 2010-1-25 22:54 编辑
$ R( |+ c4 l/ e# m5 C. [) ]! e) |, Z" H8 t
加速matlab运行的三重境界 加速matlab运行的三重境界% K3 f; Z& u; Y( A$ U
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6 E: x7 q$ I! Y( X6 x8 Q
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%0 g. j2 B: F6 M& h m, U
一、 遵守Performance Acceleration的规则6 `3 b7 ~6 { g# m3 c6 m
二、 遵守三条规则* V6 c) Q% T# X2 q3 n! l5 C
三、 绝招- b; T. J" C; A6 U7 {' u
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/ Z6 w$ h* z7 H- @
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 一、 遵守Performance Acceleration的规则
6 x. k8 C3 r* v' ^1 j" I }: Y关于什么是“Performance Acceleration”请参阅matlab的帮助文件。我只简要的将" T, n4 m1 }. L+ u& q' B0 v
其规则总结如下7条:9 _3 [$ r4 @) y) o2 [' i6 D, q
1、只有使用以下数据类型,matlab才会对其加速:7 U. o1 c/ q4 @6 R1 U: ]) g
logical,char,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,double- w q* V, \# @: p- p+ z
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( c' Q4 g2 Q4 K1 ]& h9 a1 t4 c
re,single,- O9 _- t+ _7 b
function handle,java classes,user classes,int64,uint644 O6 J% _/ R) c6 x4 _' H
2、matlab不会对超过三维的数组进行加速。9 ?9 Q J2 Z# d: }
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2 E: W: s2 @% q' I2 D! c% i
来表示;! ]; O% H+ P o# {( ]
b、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
+ g& i* ], \$ E/ C8 D+ R: S% S据类型,只使用3 g* D1 C7 Y, t& H; s: e6 a
三维以下的数组;c、循环内只调用了内建函数(build-in function)。9 X/ H2 r. S) y
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
" _8 A& y. v$ V3 P$ J. V加速运行。
F0 W6 e3 O2 }( o8 @6 `1 ^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:2 W. S( z0 _( p( m- n4 y' B& m$ i" E
x = a.name; for k=1:10000, sin(A(k)), end;
1 P" q" o6 A" ^( U6、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
& M4 B7 H% c7 f度。' Y; G. `$ J' N. q' i
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1 |, O4 H) F P; K/ m a! c
运行速度。
% f3 Q4 a' O( e4 J3 Y1 `" \%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6 C% ^, C7 F3 \" @0 P* K" |
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%! O( E( m, ]2 g+ Q1 p
二、 遵守三条规则; j/ Q+ Z. F% S8 L/ o
1、尽量避免使用循环,MATLAB的文档中写到“MATLAB is a matrix language, whic) T/ D* P% [4 M [8 Y
h means it is designed
% H4 H3 a3 p ` ]for vector and matrix operations. You can often speed up your M-file c
- q) k7 F: A1 l: w# |ode by using
1 Q2 Z& d( @/ I4 o c# [vectorizing algorithms that take advantage of this design. Vectorizati
0 f8 c3 \! ~# j: don means converting" P e% ]" d; P8 h* S6 x; r
for and while loops to equivalent vector or matrix operations.”。改进
c) S: B `6 f- [2 p' y! Z3 a这样的状况有两种方法:
3 D' |1 i2 |; V6 i- ?; [a、尽量用向量化的运算来代替循环操作。如将下面的程序:
{$ s2 B- M- {2 }* C4 Ti=0;
+ Y: m+ D6 i: W2 P2 sfor t = 0:.01:10/ S, P5 z' j: n2 O, H, C
i = i+1;
& _* D9 Q# Q" G$ |! i Zy(i) = sin(t);
" t- @! J0 q* u4 f: zend
- V X/ {! J. x+ S* v替换为:
- s0 Q; `' c. q' a0 Z5 _5 |& ^t = 0:.01:10;0 m* R0 P+ N. Y# d8 k
y = sin(t);
) F \0 z; ]/ a. E% d速度将会大大加快。最常用的使用vectorizing技术的函数有:All、diff、i
* [, O- M) D- \6 Dpermute、permute、. w# |& h. X+ I: I. \+ `4 r9 U8 l& I
reshape、squeeze、any、find、logical、prod、shiftdim、sub2ind、cums' i# t' p3 j- h! [$ a6 _
um、ind2sub、9 h$ F, Z8 o# s0 k Y
ndgrid、repmat、sort、sum 等。
* u4 p% \: ]5 i6 @2 q请注意matlan文档中还有这样一句补充:“Before taking the time to
G7 E1 U7 q$ ?) E' g- T- o5 bvectorize your code, read the section on Performance Acceleration.9 m1 q( W- A# D: k
You may be able to& {0 p* s* {- ^
speed up your program by just as much using the MATLAB JIT Accelera* h# E( }! b1 q- \+ X% x
tor instead of
9 [3 |8 d# a! |$ O( hvectorizing.”。何去何从,自己把握。% |) a; e8 ~% m
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
8 V( ^3 x4 T; p1 G5 [行循环次数少的,
$ w. ]# e. B2 t* g. k内环执行循环次数多的。这样可以显著提高速度。
4 j# [: L; q/ a2、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: G8 F d3 k! A1 w6 n
es、cell、struct、' `* g7 h/ S4 S8 s, ^( X% w
repmat等。
: b* x: f. Y! r- e* jb、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:1 k0 f$ n! R g3 T+ M8 I& E4 D
A = int8(zeros(100));
! F+ ? F( Z. l' N7 }! [换成:( F3 o, x; v8 Q- V O
A = repmat(int8(0), 100, 100);
! P6 V# g* l6 m3 d# A' Zc、当需要扩充一个变量的大小、维数时使用repmat函数。8 L' g7 U; U' o1 E* [6 x5 E: L- `
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。
4 h! _ R8 ]+ C% f- R4 c- B) G2 Lb、使用Functions而不是Scripts 。
/ ?- z6 W. y$ W% Z, P# y: c" k%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%, N, }$ f- ^0 |6 i6 N
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2 s+ q8 M% D( Y
三、 绝招
^+ ~1 w9 a* @9 u) s/ o' |- P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。
* t" {7 `' J" L# {( S1、改用更有效的算法
) ^/ J4 ?) L8 L8 U3 g+ T2、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。 ( J6 X+ i- p2 `" b4 s, b+ }
) k: Z; _8 L, g" ]0 k3 R. z
来源:iLoveMatlab2 P8 M% x$ u1 o$ R) k
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$ T9 C+ {% f2 d& I9 j在这里本人推荐使用‘绝招’。 |