在 Matlab 中优化 for 循环答案

【问题标题】：Optimize for loop in Matlab在 Matlab 中优化 for 循环
【发布时间】：2021-07-17 08:00:12
【问题描述】：

我有三个矩阵，A 是 2 x 3，B 是 2 x 5，Index 是 3 x 5。

A = [1,3,5;2,4,6];
B = [5,3,3,5,3;6,4,4,6,4];
Index = logical([0,0,0,0,1;0,1,1,0,0;1,0,0,1,0]);

我正在尝试查看 B 中的每个列向量是否与索引找到的 A 中的正确列向量匹配。我的代码如下。

error = 0;
for i = 1:size(B,2)
    if A(:,Index(:,i)) ~= B(:,i)
        error = error + 1;
    end
end

error 在此循环结束时将为 1，因为 B 中的最后一列应该是 [1;2]。我的问题是B 和Index 的长度非常大（10^6），这变得非常慢。有没有办法可以避免 for 循环或者我注定要失败？

【问题讨论】：

标签： matlab for-loop optimization

【解决方案1】：

你可以先用A*Index构造索引矩阵，然后直接测试这两个矩阵：

>> error = sum(max(A*Index ~= B))

error =

     1

详情

分解，A*Index 生成索引矩阵：

>> A*Index

ans =

     5     3     3     5     1
     6     4     4     6     2

然后可以直接与B比较：

>> A*Index ~= B

ans =

  2×5 logical array

   0   0   0   0   1
   0   0   0   0   1

时间

R2021a Online 拥有 1000 万个索引，在约 1 秒内运行矢量化版本，而循环运行约 100 秒：

>> B = repmat(B, 1, 1e7);
>> Index = repmat(Index, 1, 1e7);

>> tic
   error = sum(max(A*Index ~= B));
   toc

Elapsed time is 0.952846 seconds.

>> tic
   error = 0
   for i = 1:size(B,2)
       if A(:,Index(:,i)) ~= B(:,i)
           error = error + 1;
       end               
   end                           
   toc

Elapsed time is 98.666943 seconds.

【讨论】：

您使用的是哪个版本的 MATLAB？索引中有双重间接，但我仍然很惊讶它需要这么长时间才能运行。矢量化解决方案使用更多内存，因此可能会比较慢。
@CrisLuengo 我正在使用 R2021a Online。昨晚我的反应迟缓/崩溃了很多，所以我想是出了点问题。我刚才又试了一次，这两个方面都更快。