加速matlab運行的三重境界

1、加速matlab運行的三重境界 加速matlab運行的三重境界8 9 h2 p; a1 B3 ! 0 z%2 y1 v0 / 1 r4 t) + Z! u) Z%. ' F7 P4 O$ d, V! % N9 u6 a一、 遵守Performance Acceleration的規(guī)則* f' E. _* g% R/ M二、 遵守三條規(guī)則  q- L! 6 - F# V- ?三、 絕招& I0 ) : o$ x5 e%8 d8 u2 t: W$ X- h6 |%一、 遵守Performance Acceleration的規(guī)則7 P" , L&#

2、39; X! s3 w5 q; _4 T$ 2 m. M關(guān)于什么是“Performance Acceleration”請參閱matlab的幫助文件。我只簡要的將" H& 3 C$ G8 n3 H! n5 其規(guī)則總結(jié)如下7條：0 q# D% p$ I/ C# w! a1、只有使用以下數(shù)據(jù)類型，matlab才會對其加速：  f5 B9 t( V" x% r( K& ?$ flogical,char,int8,uint8,int16,uint16,int32,uint32,double" J' j! s- J8 Z: e# 而

3、語句中如果使用了非以上的數(shù)據(jù)類型則不會加速，如：numeric,cell,structu. Z8 a) ' f' re,single,/ j# v- n1 I6 V0 r, : E* tfunction handle,java classes,user classes,int64,uint64! E1 B' 9 t) I2、matlab不會對超過三維的數(shù)組進行加速。0 B2 c2 r4 Z) x. i0 |9 L1 W' 3、當(dāng)使用for循環(huán)時，只有遵守以下規(guī)則才會被加速：a、for循環(huán)的范圍只用標(biāo)量值# e$   Q+ E" V2

4、 E; L( x來表示；4 I! $ j! _2 h+ b. E; I; H: E9 v: Zb、for循環(huán)內(nèi)部的每一條語句都要滿足上面的兩條規(guī)則，即只使用支持加速的數(shù)- I7 y5 E3 H3 c1 ?! * ?/ B據(jù)類型，只使用7 9 + g2 # K3 h$ r三維以下的數(shù)組；c、循環(huán)內(nèi)只調(diào)用了內(nèi)建函數(shù)（build-in function）。: k# |8 m" u: r! 4、當(dāng)使用if、elseif、while和switch時，其條件測試語句中只使用了標(biāo)量值時，將- P" $ d: V, l8 P  f加速運行。3 h  

5、. ?5 E' m3 x8 E) r5 e3 E5、不要在一行中寫入多條操作，這樣會減慢運行速度。即不要有這樣的語句：7 A0 I! : J( / G$ fx = ; for k=1:10000, sin(A(k), end;8 z1 & 5 a" a6、當(dāng)某條操作改變了原來變量的數(shù)據(jù)類型或形狀（大小，維數(shù)）時將會減慢運行速, N% c$ * 9 W! e  X度。7 E* o" x9 k, ( s6 U* _/ |7、應(yīng)該這樣使用復(fù)常量x = 7 + 2i，而不應(yīng)該這樣使用：x = 7 + 2*i,后者會降低) ; s, X

6、2 h) F! j8 ' T運行速度。% ' s, + ; b6 G%# K; V6 N7 Q4 % z%; ; n& V  ' v. X二、 遵守三條規(guī)則* _7 O) U. t. T5 s/ p# % 3 U% i1、盡量避免使用循環(huán),MATLAB的文檔中寫到“MATLAB is a matrix language, whic. V! c5 m( L( m* Oh means it is designed) 8 7 A: c# a7 I2 a+ 0 g. ! Gfor vector and matrix operations. You c

7、an often speed up your M-file c5 n" - p3 ?  V! _# Q% K; qode by using; S' C  O2 z& % ; Pvectorizing algorithms that take advantage of this design. Vectorizati0 J9 i0 B. k" Con means converting* t  . a: x; l; k! V. f/ b+ afor and while loops to equivale

8、nt vector or matrix operations.”。改進* x+ I( Y2 0 B& c8 i這樣的狀況有兩種方法：7 $ R) 1 L  S' n( G1 Z3 k2 R$ F& _0 a、盡量用向量化的運算來代替循環(huán)操作。如將下面的程序：. Y( - T: I$ r" " % e9 Ei=0;3 B$ F9 Z2 e7 Q; Ofor t = 0:.01:10: ' W; g, l6 j5 bi = i+1;  5 k( E; i/ a7 M, V/ ?y(i) = sin(t);-

9、 c0 L: q# J  eend2 |* B5 Z5 / k% & E3 Q5 x  W" p替換為：+ J/ 4 d  b# Tt = 0:.01:10;* / b+ y  e- d5 _y = sin(t);6 T9 U! u# I$ ) i: k. x$ W速度將會大大加快。最常用的使用vectorizing技術(shù)的函數(shù)有：All、diff、i0 & A8 I3 t# W  G) rpermute、permute、$ S& z; 2 4 L4 xresha

10、pe、squeeze、any、find、logical、prod、shiftdim、sub2ind、cums: k5 F, ?- u. x) A# M  Ium、ind2sub、9 Z1 ?# B) d. ' n) a; W% Q) Yndgrid、repmat、sort、sum 等。  q# Z( l5 _, s, _9 S請注意matlan文檔中還有這樣一句補充：“Before taking the time to& g3 Y5 O& S# f, q; kvectorize your code, read the sectio

11、n on Performance Acceleration.+ x; N$ Z$ k- d' h) O% Y$ Y- fYou may be able to6 h2 V& y6 f  g+ + B3 r4 x) ! sspeed up your program by just as much using the MATLAB JIT Accelera7 _0 r! b; T9 p  n# T' 0 O( a3 Ltor instead of5 X! I1 X- z! L. j( x. s! cvectorizing.”。何去何從，

12、自己把握。  B%   o" H; V6 i' k4 3 V# ?0 rb、在必須使用多重循環(huán)時下，如果兩個循環(huán)執(zhí)行的次數(shù)不同，則在循環(huán)的外環(huán)執(zhí)6 f7 S4 e3 Q/ N8 H! d( f行循環(huán)次數(shù)少的，# y  y( N& 9 f+ n+ b內(nèi)環(huán)執(zhí)行循環(huán)次數(shù)多的。這樣可以顯著提高速度。3 G: N2 1 E; ?+ I) K2、a、預(yù)分配矩陣空間，即事先確定變量的大小，維數(shù)。這一類的函數(shù)有zeros、on" s0 n4 r" s# l) 1 nes、cell、struct、* m3

13、K' . S% N4 Rrepmat等。/ q; J% p7 V9 P& R9 ob、當(dāng)要預(yù)分配一個非double型變量時使用repmat函數(shù)以加速，如將以下代碼：8 ) ( F$ v2 W3 J8 U2 JA = int8(zeros(100);7 _) ?" Z2 D9 v+ k5 r換成：' ; z# r3 N! W$ fA = repmat(int8(0), 100, 100);) I. S2 H8 , v- c、當(dāng)需要擴充一個變量的大小、維數(shù)時使用repmat函數(shù)。$ R5 K. ) a8 ) t- y( c3、a、優(yōu)先使用matlab內(nèi)建函數(shù)，將耗時的循環(huán)編寫進MEX-File中以獲得加速。7 w$ d0 U$ ! b、使用Functions而不是Scripts 。3 9 H4 L  T/ p$ O1 a! S%. h1 z4 h( H2 v# E