MATLAB for循环索引的最佳实践

Question

我很惊讶地发现在运行MATLAB for循环之间存在以下差异成本:

ksize = 100;
klist = 1:ksize;

tic
for m = 1:100000        
    for k = 1:ksize

    end        
end
toc

tic
for m = 1:100000        
    for k = klist

    end        
end
toc

唯一的区别是索引列表的创建方式.我怀疑第二个版本会更快,但是!

Elapsed time is 0.055400 seconds.
Elapsed time is 1.695904 seconds.

我的问题有两个:对上述结果负责的是什么,以及在MATLAB编程中这种细微差别(或类似的)发生在哪里？我希望将来能够更好地发现这些低效率.谢谢大家.

Answer 1

文档中for()指出：

for index = values
   ...
end

其中values具有以下形式之一：

• ...

• valArray：在每次迭代时从数组的后续列创建列向量索引valArray。例如，在第一次迭代中，index = valArray(:,1). 循环执行的最大n次数，其中n是 valArray 的列数，由 给出numel(valArray, 1, :)。输入valArray可以是任何 MATLAB 数据类型，包括字符串、元胞数组或结构体。

因此，我假设存在很大的开销，并且编译器不会检查是否1:ksize == klist利用更快的实现。换句话说，根据 Eitan 的评论，JIT 适用于前两种类型的接受值。

整个问题与以下索引任务（列与元素）有关：

tic
for m = 1:100000        
    for k = 1:ksize
        klist(:,k);
    end        
end
toc

tic
for m = 1:100000        
    for k = 1:ksize
        klist(k);
    end        
end
toc

Index column:  ~2.9 sec
Index element: ~0.28 sec

您可以看到如何klist(:,k)有效地减慢更快的循环，表明问题for k = klist与本例中使用的列索引有关。

有关更多详细信息，请参阅有关（低效）索引的冗长讨论。