如何加速matlab运行的三重境界？

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(TueJul613:34:362004)

加速matlab运行的三重境界

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一、遵守PerformanceAcceleration的规则
二、遵守三条规则
三、绝招

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一、遵守PerformanceAcceleration的规则

关于什么是“PerformanceAcceleration”请参阅matlab的帮助文件。我只简要的将
其规则总结如下7条：
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
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,
functionhandle,javaclasses,userclasses,int64,uint64
2、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
来表示；
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
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-infunction）。
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;fork=1:10000,sin(A(k)),end;
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。
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
运行速度。

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二、遵守三条规则

1、尽量避免使用循环,MATLAB的文档中写到“MATLABisamatrixlanguage,whic
hmeansitisdesigned
forvectorandmatrixoperations.YoucanoftenspeedupyourM-filec
odebyusing
vectorizingalgorithmsthattakeadvantageofthisdesign.Vectorizati
onmeansconverting
forandwhileloopstoequivalentvectorormatrixoperations.”。改进
这样的状况有两种方法：

a、尽量用向量化的运算来代替循环操作。如将下面的程序：
fort=0:.01:10
i=i+1;
y(i)=sin(t);
end
替换为：
t=0:.01:10;
y=sin(t);
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
um、ind2sub、
ndgrid、repmat、sort、sum等。

请注意matlan文档中还有这样一句补充：“Beforetakingthetimeto
vectorizeyourcode,readthesectiononPerformanceAcceleration.
Youmaybeableto
speedupyourprogrambyjustasmuchusingtheMATLABJITAccelera
torinsteadof
vectorizing.”。何去何从，自己把握。

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
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、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、
repmat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：

A=int8(zeros(100));
换成：
A=repmat(int8(0),100,100);
c、当需要扩充一个变量的大孝维数时使用repmat函数。

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。
b、使用Functions而不是Scripts。
c、使用Load、Save函数而不是FileI/OFunctions。
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三、绝招

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。
1、改用更有效的算法
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。


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++
语言文件，VC编译”。

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