如何在 mex 代码中表示 MATLAB 的二维数组

Question

我有一个 MATLAB 代码

%% Inputs are theta and h (size NxM)
alpha=zeros(N,M);
h_tmp=zeros(N,M);
h_tmp(1:N-1,:)=h(2:N ,:);
for i=1:N
    alpha(i,:)=theta.*(h_tmp(i,:)+h(i,:));
end

通过使用向量化的方法，上面的代码可以

alpha = theta .* [h(1:N-1,:) + h(2:N,:); h(N,:)];

为了加快代码速度，我想用 C++ 在 MEX 文件中重写它。 MATLAB 和 C++ 在二维数组中的主要区别是行优先顺序 (MATLAB) 和列优先顺序 (C++)

double  *h, *alpha, *h_temp;
int N,M;
double theta;    
N      = (int) mxGetN(prhs[0]); //cols
M      = (int) mxGetM(prhs[0]); //rows
h      = (double *)mxGetData(prhs[0]);
theta  = (double)*mxGetPr(prhs[1]);
/* Initial zeros matrix*/
plhs[0]   = mxCreateDoubleMatrix(M, N, mxREAL);  alpha = mxGetPr(plhs[0]);
//////////////Compute alpha/////////    
for (int rows=0; rows < M; rows++) {
    //h[N*rows+cols] is h_tmp
    for (int cols=0; cols < N; cols++) {        
         alpha[N*rows+cols]=theta*(h[N*rows+cols+1]+h[N*rows+cols]);
    }
}

我的 Mex 代码和 MATLAB 代码是否等效？如果没有，你能帮我解决它吗？

Answer 1

除了 cmets 对您的问题的更正之外，还有一个细微差别。缺少的是您在 Matlab 代码中跳过 h(N,:)，在 C 代码中迭代代码直到 cols < N，这（由于 C 中的 0 索引）也将处理每列中的最后一个元素。

#include "mex.h"
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[]) {
    double  *h, *alpha, *h_temp;
    int num_columns, num_rows;
    double theta;    
    num_columns = (int) mxGetN(prhs[0]); //cols
    num_rows    = (int) mxGetM(prhs[0]); //rows
    h           = (double *)mxGetData(prhs[0]);
    theta       = (double)*mxGetPr(prhs[1]);
    /* Initial zeros matrix*/
    plhs[0]   = mxCreateDoubleMatrix(num_rows, num_columns, mxREAL);  alpha = mxGetPr(plhs[0]);
    //////////////Compute alpha/////////
    // there are num_rows many elements in each column
    // and num_columns many rows. Matlab stores column first.
    // h[0] ... h[num_rows-1] == h(:,1)
    int idx; // to help make code cleaner
    for (int column_idx=0; column_idx < num_columns; column_idx++) {
        //iterate over each column
        for (int row_idx=0; row_idx < num_rows-1; row_idx++) {// exclude h(end,row_idx)
            //for each row in a column do
            idx = num_columns * column_idx + row_idx;
            alpha[idx]= theta * (h[idx+1] + h[idx]);
        }
    }
    //the last column wasn't modified and set to 0 upon initialization.
    //set it now
    for(int rows = 0; rows < num_rows; rows++) {
        alpha[num_columns*rows+(num_rows-1)] = theta * h[num_columns*rows+(num_rows-1)];
    }
}

请注意，我决定重命名一些变量，以便我认为它更易于阅读。

编辑：删除了 prhs[0] = plhs[0] 的建议，如 cmets 对此答案的建议。在某些情况下可能会侥幸逃脱，但一般而言，在编写 matlab .mex 函数时这不是一个好习惯，它可能会使 Matlab 崩溃。