任何在C中矢量化的方法

Question

我的问题可能看似原始或愚蠢，因为我刚刚切换到C. 我已经使用MATLAB多年了，我已经知道任何计算都应该在MATLAB中进行矢量化，我应该避免任何for循环来获得可接受的性能。 似乎如果我想添加两个向量，或乘法矩阵，或做任何其他矩阵计算，我应该使用for循环。 如果您让我知道是否有任何方法可以在矢量化意义上进行计算，例如，我们将不胜感激。仅使用一个命令读取矢量的所有元素，并使用一个命令将这些元素添加到另一个矢量。 感谢

Answer 1

MATLAB建议您避免任何for循环，因为矢量和矩阵上可用的大多数操作已经在其API中实现并且可以使用。它们可能已经过优化，它们直接在底层数据上工作，而不是在MATLAB语言级别工作，我想这是一种不透明的实现。

即使MATLAB使用for循环来实现其大部分魔法（或将它们委托给高度专业化的汇编指令或通过CUDA委托给GPU）。

你所要求的不是直接可能的，你需要使用循环来处理向量和矩阵，实际上你会搜索library，它允许你完成大部分工作而不直接使用for循环，但通过使用已定义的函数包装它们。

Answer 2

如前所述，无法隐藏for循环。但是，我怀疑MATLAB生成的代码是否比C生成的代码更快。如果使用-O3编译C代码，它将尝试使用您的计算机可用的每个硬件功能，例如SIMD扩展和多个问题。此外，如果您的代码很好并且它不会导致太多的管道停顿并且您使用缓存，那么它将非常快。 但我认为你正在寻找的是一些图书馆，搜索谷歌搜索LAPACK或BLAS，它们可能就是你想要的。

Answer 3

在C中，无法以矢量化方式执行操作。您可以使用结构和函数来抽象出操作的细节，但最终您将始终使用fors来处理数据。

至于速度C是一种编译语言，你不会因在C中使用for循环而受到性能影响.C有一个好处（与MATLAB相比）它不会隐藏任何东西，所以你总能看到哪里你的时间正在被使用。在缺点方面，你会发现MATLAB使得微不足道的事情（svd，cholesky，inv，cond，imread等）在C中具有挑战性。