向量化matlab代码

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：问答

我有点新的矢量化。已经尝试过自己但不能。有人可以帮助我对这段代码进行矢量化，并简要说明如何做，以便我可以调整思维过程。谢谢。向量化matlab代码

function [result] = newHitTest (point,Polygon,r,tol,stepSize) 
%This function calculates whether a point is allowed. 
%First is a quick test is done by calculating the distance from point to 
%each point of the polygon. If that distance is smaller than range "r", 
%the point is not allowed. This will slow down the algorithm at some 
%points, but will greatly speed it up in others because less calls to the 
%circleTest routine are needed. 
polySize=size(Polygon,1); 
testCounter=0; 
for i=1:polySize 
d = sqrt(sum((Polygon(i,:)-point).^2)); 
if d < tol*r 
    testCounter=1; 
    break 
end 
end 
if testCounter == 0 
circleTestResult = circleTest (point,Polygon,r,tol,stepSize); 
testCounter = circleTestResult; 
end 
result = testCounter;

回答：

鉴于信息Polygon是2维的，point是行向量和其他变量是标量，这里是你的新功能的第一个版本（向下滚动看到，有很多方法对皮肤这个猫）：

function [result] = newHitTest (point,Polygon,r,tol,stepSize) 
result = 0; 
linDiff = Polygon-repmat(point,size(Polygon,1),1); 
testLogicals = sqrt(sum((linDiff).^2 ,2)) < tol*r;  
if any(testLogicals); result = circleTest (point,Polygon,r,tol,stepSize); end

在Matlab矢量化的思想过程涉及尝试使用单个命令操作尽可能多的数据。大多数基本的Matlab内置函数在多维数据上运行非常高效。使用for循环与此相反，因为您正在将数据分解为更小的数据段进行处理，每个数据段都必须单独解释。通过使用for循环进行数据分解，您可能会失去与Matlab内置函数背后的高度优化代码相关的一些大规模性能优势。

在您的示例中首先要考虑的是主循环中的条件中断。你无法从矢量化过程中解脱出来。相反，计算所有可能性，为每行数据创建一个结果数组，然后使用关键字any来查看是否有任何行已发出信号表明circleTest函数应该被调用。

注意：在Matlab中有效地有条件地打破计算并不容易。但是，由于您只是在循环中计算欧几里德距离，所以通过使用矢量化版本和计算所有可能性，您可能会看到性能提升。如果循环中的计算更加昂贵，输入数据很大，并且一旦遇到特定条件就想要分解，那么使用编译语言编写的matlab扩展可能比矢量化版本快得多你可能正在执行不必要的计算。然而，这是假设您知道如何编写与编译为本地代码的语言相匹配的Matlab内置函数性能的代码。

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做的第一件事就是把Polygon和你的行向量point之间（在代码示例linDiff）线性差。要以矢量化的方式进行此操作，2个变量的尺寸必须相同。达到此目的的一种方法是使用repmat复制point的每一行，使其与Polygon的大小相同。然而，bsxfun通常是一个更好的选择repmat（as described in this recent SO question），使得代码...

function [result] = newHitTest (point,Polygon,r,tol,stepSize) 
result = 0; 
linDiff = bsxfun(@minus, Polygon, point); 
testLogicals = sqrt(sum((linDiff).^2 ,2)) < tol*r;  
if any(testLogicals); result = circleTest (point,Polygon,r,tol,stepSize); end

我通过在第二轴求和轧制您d值成d列（注意去除所述阵列的Polygon的索引和在sum命令中增加,2）。然后，我进一步深入并评估逻辑阵列testLogicals与距离测量的计算内嵌。您很快就会发现重矢量化的一个缺点就是它可以让那些不熟悉Matlab的人对代码的可读性降低，但性能提升是值得的。评论是非常必要的。

现在，如果你想完全疯狂，你可能会认为测试函数非常简单，因此它保证使用'匿名函数'或'lambda'而不是完整的函数定义。测试是否值得执行circleTest不需要参数stepSize，这也许是使用匿名函数的另一个原因。您可以将测试转换为匿名函数，然后在调用脚本中使用circleTest，从而使代码在某种程度上自行记录。 。 。

doCircleTest = @(point,Polygon,r,tol) any(sqrt(sum(bsxfun(@minus, Polygon, point).^2, 2)) < tol*r); 
if doCircleTest(point,Polygon,r,tol) 
    result = circleTest (point,Polygon,r,tol,stepSize); 
else 
    result = 0; 
end

现在一切都是向量化的，使用函数句柄给了我另一个想法。 。 。

如果您计划在代码中的多个点执行此操作，那么if语句的重复会变得有点难看。要保持dry，将条件函数的测试放入单个函数似乎是明智的，就像您在原始文章中所做的那样。但是，该函数的实用程序将非常狭窄 - 它只会测试circleTest函数是否应该执行，然后在需要时执行它。

现在想象一下，过了一段时间，您还有其他一些条件函数，就像circleTest一样，其自身等效于doCircleTest。也许重用条件转换代码会很好。对于这一点，让喜欢你原来的一个函数，它的默认值，计算上廉价的测试功能的布尔结果，以及与其相关的参数的昂贵条件函数的功能手柄...

function result = conditionalFun(default, cheapFunResult, expensiveFun, varargin) 
if cheapFunResult 
    result = expensiveFun(varargin{:}); 
else 
    result = default; 
end 
end %//of function

你可以使用以下命令从主脚本调用此函数。 。 。

result = conditionalFun(0, doCircleTest(point,Polygon,r,tol), @circleTest, point,Polygon,r,tol,stepSize);

...它的美丽之处在于您可以使用任何测试，默认值和昂贵的功能。这个简单的例子可能有点矫枉过正，但是当我提出使用函数句柄的想法时，它就是我思绪徘徊的地方。

以上是 向量化matlab代码 的全部内容， 来源链接： utcz.com/qa/263027.html

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