Question

请帮助我改进以下Matlab代码以缩短执行时间。

实际上我想制作一个随机矩阵（大小为[8,12,10]），并且在每一行上，只有1和12之间的整数值。我希望随机矩阵具有每列值（1,2,3,4）等于2的元素之和。

以下代码会使事情变得更加清晰，但速度非常慢。谁能给我一个建议？

clc
clear all
jum_kel=8
jum_bag=12
uk_pop=10

for ii=1:uk_pop;    
    for a=1:jum_kel
        krom(a,:,ii)=randperm(jum_bag); %batasan tidak boleh satu kelompok melakukan lebih dari satu aktivitas dalam satu waktu
    end
end

for ii=1:uk_pop;  
gab1(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==1)
gab2(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==2)
gab3(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==3)
gab4(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==4)
end

for jj=1:uk_pop;
     gabh1(:,:,jj)=numel(find(gab1(:,:,jj)~=2& gab1(:,:,jj)~=0))
     gabh2(:,:,jj)=numel(find(gab2(:,:,jj)~=2& gab2(:,:,jj)~=0))
     gabh3(:,:,jj)=numel(find(gab3(:,:,jj)~=2& gab3(:,:,jj)~=0))
     gabh4(:,:,jj)=numel(find(gab4(:,:,jj)~=2& gab4(:,:,jj)~=0))
end

for ii=1:uk_pop;
    tot(:,:,ii)=gabh1(:,:,ii)+gabh2(:,:,ii)+gabh3(:,:,ii)+gabh4(:,:,ii)
end

for ii=1:uk_pop;
    while tot(:,:,ii)~=0;
          for a=1:jum_kel
              krom(a,:,ii)=randperm(jum_bag); %batasan tidak boleh satu kelompok melakukan lebih dari satu aktivitas dalam satu waktu
          end
          gabb1 = sum(krom(:,:,ii)==1)
          gabb2 = sum(krom(:,:,ii)==2)
          gabb3 = sum(krom(:,:,ii)==3)
          gabb4 = sum(krom(:,:,ii)==4)

          gabbh1=numel(find(gabb1~=2& gabb1~=0));
          gabbh2=numel(find(gabb2~=2& gabb2~=0));
          gabbh3=numel(find(gabb3~=2& gabb3~=0));
          gabbh4=numel(find(gabb4~=2& gabb4~=0));

          tot(:,:,ii)=gabbh1+gabbh2+gabbh3+gabbh4;
    end
end

Answer 1

一些一般性建议：

以英语命名变量。如果没有立即清楚，请给出一个简短的解释，他们缩进的是什么。例如jum_bag是什么？对我来说uk_pop是音乐风格。
以英语撰写评论，即使您只为自己开发源代码。如果您必须与外国人分享您的代码，您将花费大量时间解释或重新翻译。我想知道例如，什么 %batasan tidak boleh表示。也许，你在这里描述这只是一个快速的在投入生产之前，有人应该再次检查一下。

特定于您的代码：

我很容易将gab1与gabh1或gabb1混为一谈。
对我来说，krom与内置函数kron太相似了。事实上，我是第一个以为你在计算很多张量产品。
gab1 .. gab4可能最好组合成一个数组或一个单元格，例如您可以使用
```
gab = cell(1, 4);
for ii = ...
    gab{1}(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==1);
    gab{2}(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==2);
    gab{3}(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==3);
    gab{4}(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==4);
end
```
优点是你可以用另一个循环重写comparsisons。在以后计算gabh1，gabb1和tot时，它也会有所帮助。

如果你进一步引入像highestNumberToCompare这样的变量，你只需要做一个改变，当你肯定发现重要的检查，如果元素也等于5和6。
在每个命令的末尾添加分号。输出太多很烦人也很慢。
numel(find(gabb1 ~= 2 & gabb1 ~= 0))更好地表达为 sum(gabb1(:) ~= 2 & gabb1(:) ~= 0)。不需要find，因为您不在乎关于指数但仅涉及指数的数量，它等于数量 true的。{/ p>
当然：这段代码
```
for ii=1:uk_pop
    gab1(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==1)
end
```
真的，真的慢。在每次迭代中，您都会增加gab1的大小数组，这意味着你必须i）分配更多的内存，ii）复制旧的矩阵 iii）写下新行。如果您设置的大小，则多更快循环前面的gab1数组：
```
gab1 = zeros(... final size ...);
for ii=1:uk_pop
    gab1(:,:,ii) = sum(krom(:,:,ii)==1)
end
```
或许，您还应该重新考虑gab1的大小和形状。我不认为，你这里需要一个3D数组，因为sum()已经减少了一个维度（如果krom是 3D sum()的输出最多为2D）。

可能您可以跳过循环并使用简单的sum(krom==1, 3)代替。但是，在每种情况下，你应该真正意识到你的大小和形状结果

受Rody Oldenhuis启发的编辑：

正如Rody指出的那样，代码的“问题”在于它的可能性很小（尽管如此）你不是不可能创建一个通过分配来满足你的约束的矩阵随机数字。下面的代码创建了一个具有以下特征的矩阵temp：

数字1 .. maxNumber每列出现两次或根本不出现。
所有行都是数字1 .. B的随机排列，其中B等于一行的长度（即列数）。

最后，temp矩阵用于填充名为result的3D数组。我希望，你可以根据自己的需要调整它。

clear all;
A = 8; B = 12; C = 10;
% The numbers [1 .. maxNumber] have to appear exactly twice in a
% column or not at all.
maxNumber = 4;
result = zeros(A, B, C);
for ii = 1 : C
    temp = zeros(A, B);
    for number = 1 : maxNumber
        forbiddenRows = zeros(1, A);
        forbiddenColumns = zeros(1, A/2);
        for count = 1 : A/2
            illegalIndices = true;
            while illegalIndices
                illegalIndices = false;
                % Draw a column which has not been used for this number.
                randomColumn = randi(B);
                while any(ismember(forbiddenColumns, randomColumn))
                    randomColumn = randi(B);
                end
                % Draw two rows which have not been used for this number.
                randomRows = randi(A, 1, 2);
                while randomRows(1) == randomRows(2)  ...
                      || any(ismember(forbiddenRows, randomRows))
                  randomRows = randi(A, 1, 2);
                end
                % Make sure not to overwrite previous non-zeros.
                if any(temp(randomRows, randomColumn))
                    illegalIndices = true;
                    continue;
                end
            end
            % Mark the rows and column as forbidden for this number.
            forbiddenColumns(count) = randomColumn;
            forbiddenRows((count - 1) * 2 + (1:2)) = randomRows;
            temp(randomRows, randomColumn) = number;
        end
    end

    % Now every row contains the numbers [1 .. maxNumber] by 
    % construction. Fill the zeros with a permutation of the
    % interval [maxNumber + 1 .. B].
    for count = 1 : A
        mask = temp(count, :) == 0;
        temp(count, mask) = maxNumber + randperm(B - maxNumber);
    end

    % Store this page.
    result(:,:,ii) = temp;
end

Answer 2

好的，下面的代码将显着改善时间。它还不完美，它可以进一步优化。

但是，在我这样做之前：我认为你想要的根本不可能。

所以你想要

所有行都包含数字1到12，采用随机排列
1到4之间的任何值必须在任何列中存在两次或根本不存在

我有预感这是不可能（这就是为什么你的代码永远不会完成），但让我再多想一想。

无论如何，我的5分钟和明显改进版本：

clc
clear all

jum_kel  =  8;
jum_bag  =  12;
uk_pop   =  10;

A = jum_kel; % renamed to make language independent 
B = jum_bag; % and a lot shorter for readability
C = uk_pop;

krom = zeros(A, B, C);
for ii = 1:C;
    for a = 1:A
        krom(a,:,ii) = randperm(B);
    end
end

gab1  = sum(krom == 1);
gab2  = sum(krom == 2);
gab3  = sum(krom == 3);
gab4  = sum(krom == 4);

gabh1 = sum( gab1 ~= 2 & gab1 ~= 0 );
gabh2 = sum( gab2 ~= 2 & gab2 ~= 0 );
gabh3 = sum( gab3 ~= 2 & gab3 ~= 0 );
gabh4 = sum( gab4 ~= 2 & gab4 ~= 0 );

tot   = gabh1+gabh2+gabh3+gabh4;


for ii = 1:C
    ii
    while tot(:,:,ii) ~= 0

        for a = 1:A
            krom(a,:,ii) = randperm(B);
        end

        gabb1  =  sum(krom(:,:,ii) == 1);
        gabb2  =  sum(krom(:,:,ii) == 2);
        gabb3  =  sum(krom(:,:,ii) == 3);
        gabb4  =  sum(krom(:,:,ii) == 4);

        gabbh1 = sum(gabb1 ~= 2 & gabb1 ~= 0)
        gabbh2 = sum(gabb2 ~= 2 & gabb2 ~= 0);
        gabbh3 = sum(gabb3 ~= 2 & gabb3 ~= 0);
        gabbh4 = sum(gabb4 ~= 2 & gabb4 ~= 0);

        tot(:,:,ii) = gabbh1+gabbh2+gabbh3+gabbh4;

    end
end

如何提高以下Matlab代码的执行时间

2 个答案: