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Matlab编程中常用的优化技巧

用过matlab的同学应该都知道,Matlab的慢是出了名的,但是再慢也有优化的方式,下面我们给出几个Matlab编程中常用的优化技巧。
  在讲优化方法之前,首先要说的就是Matlab中用tic toc的方式来计算运行时间,这是个常识。当然,想统计具体的耗时,可以用profile工具。
要自己再写额外的语句。

回帖(5)

陈思远

2021-2-19 16:41:35
  向量化操作
    这个应该是用过Matlab的同学都清楚的一点,Matlab中操作向量和矩阵的速度要比使用for循环的速度快很多,是因为其底层调用了高性能线性代数库BLAS库和LAPACK库。这个就不多说了。
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陈藜文

2021-2-19 16:41:35
  向量化操作
    这个应该是用过Matlab的同学都清楚的一点,Matlab中操作向量和矩阵的速度要比使用for循环的速度快很多,是因为其底层调用了高性能线性代数库BLAS库和LAPACK库。这个就不多说了。
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方夏少

2021-2-19 16:41:57

  • 内存预分配
  在Matlab中我们可以定义一个空矩阵
mtx = [];
然后后面再给它加入一些数据,而且这个矩阵大小可以随着我们填入数据的多少而变化。像下面这个程序
tic
n = 1000;
mtrx = [];
init = 1.0;
for i = 1:n
    for j=1:n
        mtrx(i,j) = init + 1.0;
    end
end
toc
这个程序的运行时间是多久呢?在我电脑上是0.2秒。
  那这个程序有什么问题呢?就是我们没有为这个矩阵分配一个内存空间,而且在循环中,矩阵大小是变化的,这就导致每次循环时都浪费额外的时间去寻找满足需求的内存空间,将改变大小后的矩阵整体移动到这个新的内容空间中,并释放原来的内存空间,这除了会影响代码的运行效率,还容易形成内存碎片,让程序越来越难找到满足条件的内存。
  因此在循环前给矩阵预分配内存是很一个良好的习惯,如果没有这个习惯,你还可以通过Matlab自带的代码检查器来查看是否存在类似问题。
所以,我们应该把程序修改如下:
tic
n = 1000;
mtrx = zeros(n,n);
init = 1.0;
for i = 1:n
    for j=1:n
        mtrx(i,j) = init + 1.0;
    end
end
toc
这个程序只用了0.007秒的时间就运行完成了,可见它们的差距有多大。
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李开英

2021-2-19 16:42:06

  • 按列存储
  Matlab中默认是按列存储的,也就是说,列向量在内存中是连续排列的,对连续的数据做处理肯定是要快的,所以我们在定义向量时一般都会使用列向量。下面对比矩阵中对行做操作和对列做操作花费的时间。
n = 10000;
mtrx = rand(n,n);
mcol = zeros(n,1);
mrow = zeros(1,n);
tic
for i=1:n
    mcol(i) = sum(mtrx(:,i));
end
toc
我们对矩阵中的每一列都求和,总共用了0.17秒。
tic
for i=1:n
    mrow(i) = sum(mtrx(i,:));
end
toc
再对矩阵中的每一行求和,用了0.8秒。  
可以看出,对列操作比对行操作速度要快很多。
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