Question

我有一个递归函数在MATLAB代码中选择如下：

   function nk=choose(n, k)
        if (k == 0)
            nk=1;
        else
            nk=(n * choose(n - 1, k - 1)) / k;
        end
    end

该代码用于计算n和k之间的组合。我想通过使用mex代码来加速它。我试着写一个mex代码

double choose(double* n, double* k)
{
   if (k==0) 
        return 1;
   else
        return (n * choose(n - 1, k - 1)) / k;
}

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    double *n, *k, *nk;
    int mrows, ncols;
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1,1, mxREAL);
    /* Assign pointers to each input and output. */
    n = mxGetPr(prhs[0]);    
    k = mxGetPr(prhs[1]);
    nk = mxGetPr(plhs[0]);
    /* Call the recursive function. */
    nk=choose(n,k);
}

然而，它不起作用。你能帮我修改一下可以实现上述MATLAB代码的mex代码吗？感谢

Answer 1

不需要mex二项式系数可以在Matlab中实现：

function nk=nchoosek2(n, k)
    if n-k > k
        nk = prod((k+1:n) .* prod((1:n-k).^ (-1/(n-k))));
    else
        nk = prod((n-k+1:n) .* prod((1:k).^ (-1/k)) ) ;
    end
end

Answer 2

以下代码修复了您的C mex实现问题不在于递归当然...... 您的代码使用指针而不是值（在C中，仅在正确的位置使用指针很重要）。

您可以使用Matlab内置功能：nchoosek
请参阅：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/nchoosek.html

以下代码有效：

//choose.c

#include "mex.h"

double choose(double n, double k)
{
    if (k==0) 
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return (n * choose(n - 1, k - 1)) / k;
    }
}


void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    double *n, *k, *nk;
    int mrows, ncols;
    plhs[0] = mxCreateDoubleMatrix(1,1, mxREAL);
    /* Assign pointers to each input and output. */
    n = mxGetPr(prhs[0]);    
    k = mxGetPr(prhs[1]);
    nk = mxGetPr(plhs[0]);

    /* Call the recursive function. */
    //nk=choose(n,k);
    *nk = choose(*n, *k);
}

在Matlab中编译： mex choose.c

执行：
choose(10,5)
ans =

252

这不是低效的实施......
我正在帮助修复你的实现，被用作“低效的例子”。

衡量rahnema1执行的执行情况：
tic; n = 1000000; k = 500000; nk = prod（（k + 1：n）。* prod（（1：n-k）。^（ - 1 /（n-k））））; toc
经过的时间是0.022855秒。

衡量choose.mexw64实施的执行情况：
tic; n = 1000000; k = 500000; nk =选择（1000000,500000）; toc
经过时间为0.007952秒（花费的时间少于prod（（k + 1：n）。* prod（（1：n-k）。^（ - 1 /（n-k）））））。

测量Matlab递归，得到误差（即使对于n = 700和k = 500）：
ic; n = 700; k = 500; nk = RecursiveFunctionTest（n，k）; toc
达到最大递归限制500。使用set（0，'RecursionLimit'，N）更改限制。请注意，超出可用堆栈空间可以崩溃MATLAB和/或您的计算机。

tic; n = 700; k = 400; nk = RecursiveFunctionTest（n，k）; toc
经过的时间是0.005635秒。非常低效......

测量Matlab内置函数nchoosek：
tic; nchoosek（1000000,500000）; toc
警告：结果可能不准确。系数大于9.007199e + 15，仅精确到15位在92岁的nchoosek 经过的时间是0.005081秒。

结论：
您需要在不使用递归的情况下实现C mex文件，并采取措施。

没有递归的测量：

static double factorial(double number) 
{
    int x;
    double fac = 1;

    if (number == 0)
    {
        return 1.0;
    }    

    for (x = 2; x <= (int)number; x++)
    {
        fac = fac * x;
    }

    return fac;
}



double choose(double n, double k)
{
    if (k == 0) 
    {
        return 1.0;
    }
    else
    {
        //n!/((n–k)! k!) 
        return factorial(n)/(factorial(n-k)*factorial(k));
    }
}

tic;choose(1000000, 500000);toc

经过的时间是0.003079秒。

更快...

如何将递归函数转换为mex代码？

2 个答案: