Question

我编写了一个BFS（广度优先搜索）路径规划算法。它与小网格（例如15乘15）完美配合，但是当涉及更大的网格（例如150乘250）时，这是一个灾难。使用 tic 和 toc 命令，我发现它花费的时间最多（效率最低的位），问题在于嵌套的for循环。我知道使用嵌套for循环被认为是坏的，我需要帮助用其他东西替换它（如果可能的话，避免使用循环）。

for j=1:length(F)
    for k = 1:length(Closed)
        if(F(j) == Closed(k))
            F(j) = 0;
        end
    end
end

Closed = [Closed current];

代码的这一部分的目的是替换作为父节点的 F 的元素（我们来自哪里）。这样就可以忽略任何重复。

F 是1个 n 向量，用于存储可以从当前节点传播的邻居节点。

注意：我使用8连接空间，因此 n 总是小于8.

已关闭作为空向量启动，用于存储已访问节点列表（通过水平连接）。
当前是1到37901之间的数字，代表当前节点。

我知道有关于嵌套循环的另一个question，但我的问题是不同的。谢谢你的帮助！

Answer 1

这段代码很慢的原因并不是你有嵌套循环，而是你实现了O（n ²）算法。

您应该使用逻辑数组来指示“已关闭”的节点。这将使查找更有效。

考虑您有N = 37901个节点。因此，初始化Closed数组：

Closed = false(1,N);

现在要检查节点F(j)是否已关闭，您只需执行Closed(F(j))，如果已关闭则为true。

现在您的循环可以替换为

F(Closed(F)) = [];
Closed(current) = true;

因为Closed(F)是一个与F大小相同的数组，对于封闭节点是正确的。您可以使用此数组索引到F，并删除所有已关闭的节点。我正在删除这些节点，而不是为它们分配0，这样F总是可以用来索引Closed。如果我们在那里写0，它就不再是逻辑数组。如果您不需要更改F的形状，则必须在编制索引之前进行一些额外的测试。

请注意，Closed = [Closed current]也比Closed(current) = true慢很多，因为它创建了一个新的数组，旧的Closed数组被复制到其中。

请注意，你可以删除代码中的嵌套循环，如下所示，但它不一定会更快，因为算法仍然是O（n ²）（你要比较每个F中每个元素的Closed中的元素。

for j=1:length(F)
   if any(F(j) == Closed)
      F(j) = 0;
   end
end

在这种特殊情况下如何避免嵌套for循环？

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