Matlab Get Property 函数导致性能问题

Question

我在我创建的一个类中有一个属性，该属性当前具有与之关联的不必要的 get 函数。我最初让它在返回值之前做一些有用的事情，但现在我只需要属性值，所以 get 函数已经简化为：

    function value =  get.error(obj)
        value = obj.error;
    end

现在，由于这段代码完全是多余的，所以我决定一起删除 get 函数，但这会导致在我的代码中的“错误”属性所在的部分中难以置信速度变慢重复访问。

在这部分代码中，分析器没有明确说缺少 get 函数是问题的原因（它说所有时间都浪费在了'for' 循环），但是当我重新添加功能上无用的代码时，性能问题就消失了。

为什么删除这个无用的 get 函数会减慢我的代码速度？

编辑：我已经将问题隔离到足以发布一些代码示例。

这是一个有问题的方法调用的虚拟版本：

这是没有无用 getter 的代码配置文件：

还有神奇的无用吸气剂：

请注意，性能要求如下：

1. 在计算集中使用我的“池”对象的某些属性来设置任何变量。 'error' 属性引起了我的注意，但该错误发生在相同情况下的所有属性中。

2. 计算涉及任何内容，即使是 '.* 0' 也会导致这种减速，但设置的单个项是无减速的（例如 obj.pools(i).delta = obj.pools(i).error）

编辑 2：

这是完整的游泳池课程；也许会有所帮助：

classdef pool < handle

properties
    name;
    unit_count;
    activation;
    net_input = 0;
    %all projections now incoming
    projections = [];
    error; % same is dEd net for rbp
    target;
    clamped_error = false;
    delta;
    clamped_activation = 0; %0 no clamp, 1 soft clamp, 2 hard clamp
    copyback = false;
    copy_from;
    type = 'hidden';

    activation_history;
    error_history;

end

methods
    function obj = pool(name,count,type,copy_from)
        obj.name = name;
        assignin('caller', name, obj);
        obj.unit_count = count;
        obj.error = zeros(1,count);
        obj.target = zeros(1,count);
        obj.delta = zeros(1,count);
        obj.activation = zeros(1,count);
        obj.net_input = zeros(1,count);
        obj.activation_history(:,1) = zeros(1,count);
        obj.error_history(:,1) = zeros(1,count);
        if nargin > 2
            obj.type = type;
            if nargin == 4
                obj.clamped_activation = 2;
                obj.activation = ones(1,count)/2;
                obj.copy_from = copy_from;
                obj.copyback = true;
            end
        else
            obj.type = 'hidden';
        end
        switch obj.type
            case 'input'
                obj.clamped_activation = 2;
            case 'output'
                obj.clamped_error = true;
            case 'bias'
                obj.clamped_activation = 2;
                obj.activation = 1;
            case 'hidden'
        end

    end

    function proj = connect(obj,send_pool,proj_var)
        %see if you need a new projection or if the user provided one

        if nargin == 2
            proj = projection(obj, send_pool);
        else
            proj = proj_var;
        end
        obj.projections = [obj.projections struct('from',send_pool,'using',proj)];
    end


    function value =  get.error(obj)
        value = obj.error;
    end

end

end

Answer 1

这听起来像 Matlab JIT 或解释器怪异。

您可能正在查看与 MCOS 内存管理相关的 Matlab 错误，就像在 Dataset array indexing is very slow with Statistics Toolbox 中讨论的那样。在某些情况下，在引用对象的字段时，该错误看起来会导致对象的虚假深度复制。如果池对象中有元胞数组或其他复杂结构，这可能会导致类似的行为 - 它们会被复制到新变量中，并且可能会在“结束”时显示释放成本。

我能够在几个 Matlab 版本中重现类似的令人惊讶的缓慢结果。但我无法证明与吸气剂的存在有任何区别。

文件 fooclass.m.

classdef fooclass
    properties
        error = 42;
        whatever = 42;
        delta = 1;
        bigjunk = num2cell(rand(1000,40));
        %bigjunk = rand(1000,10000);  % non-cell does not cause slowdown
    end

    methods        
%         function out = get.error(obj)
%             out = obj.error;
%         end
    end

end

文件 looper.m.

classdef looper
    properties
        pools
    end

    methods
        function obj = looper()
            obj.pools = repmat(fooclass(), [1 5]);;
        end

        function weird(obj)
        p = obj.pools;
        n = numel(p);
        for i = 1:n
            dummy = obj.pools(i).error .* 0;
        end
        end
    end
end

复制：

>> lp = looper;
>> tic; for i = 1:100; weird(lp); end; toc
Elapsed time is 0.600428 seconds.

这是在我的 64 位 Windows 7 上的 R2011a（预发行版）上。速度很慢。时间与 bigjunk 的大小成正比，分析器说这几乎都发生在 p = obj.pools 行上。这表明对象引用正在导致复制，而不是像它应该使用的那样使用写时复制优化。或者它正在遍历对象图，或者其他什么。您的代码可能会发生类似的情况。

最好将其归咎于解释器的怪异，如果它使您的代码更快，则将 getter 留在其中，然后等待下一个版本中的修复。听起来值得作为错误报告提交给 MathWorks。