今天我想介绍一位客座博客Stephen Doe，他在MathWorks的MATLAB文档团队工作。在今天的文章中，Stephen讨论了如何在索引到表时利用最近的性能改进。同样的方法适用于许多不同的数据类型。虽然发布说明描述了性能改进，但是在今天的文章中，Stephen还基于一个简单的代码示例提供了进一步的建议。

内容

那么，哪些方面得到了改善，如何改善?

从R2020a开始，MATLAB数据类型团队已经为索引特定类型的数组提供了大量的性能改进。改进的性能来自于就地优化。当您访问或分配值给a中的许多数组元素时，它们最明显对于循环。改进后的数据类型为:

这些改进是在两个版本(R2019b和R2020a)中发布的。因此，在本文中，我将比较R2020a和R2019a的性能，R2020a是最新的版本，没有任何这些改进。总的来说，对于这些数据类型，对数组元素的赋值要比R2019a快很多倍。

你可以找到的全部细节，包括说明发行版之间的性能提升，在发行说明测试代码。碰巧，我们用于描述与定量更详细的性能增强的新格式。这些链接可直接用于R2019b和R2020a业绩发布说明：

有了这些细节，还有什么需要说的吗?是的。我要告诉你如何最好地利用这些性能改进。我还要介绍一些情况，其中这些改进别生效。

在对于循环

这里有一个简单的例子，它利用索引性能改进充分利用。在这个例子中，我计算弹丸在常规时间步长的位置。我使用一个公式，其中在每个步骤中的位置和速度取决于前一步骤的位置和速度。我创建了一个表，我给你的位置和速度表使用的行对于循环。图中显示了本例中投射体所走的路径。

这是一个名为的函数弹，计算位置和速度，然后将它们赋给一个表。(它取决于另一个函数，一步，该函数在一个时间步长上计算位置和速度。)请注意对于-循环，我使用点符号访问表变量。然后我使用循环计数器索引到变量(T.x(我)，T.y(我)，等等)。(我附上弹和一步函数，请到本博客文章末尾。)

函数T =弹(v,角)%弹。函数创建弹丸的位置和表自由下落时的速度。dt = 0.001;％0.001秒T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束结束

我们现在把弹函数的起始速度为50米/秒，角度为45度。通过这个调用，输出表有30,000行。我将使用头函数显示前五行。

45 T =弹(50);头(T, 5)

表x y vx vy为0 0 35.355 35.355 0.035355 0.035341 35.346 0.070711 0.070671 35.336 0.10607 0.10599 35.336 0.14142 0.1413 35.355 35.316

现在,让我们使用抽搐和toc在MATLAB的两个不同版本中估计此函数的执行时间:R2019a(在最近的改进之前)和R2020a。

tic T =射弹(50,45);toc

R2019a:13.06秒

R2020a：7.64秒。

(我在同一台机器上进行了两次调用:Windows 10、Intel®Xeon®W-2133 @ 3.60 GHz测试系统。)

这段代码在R2020a中要快1.7倍!您将看到性能的改进，至少在非常大的表和时间表(数百万行)上是如此之好，而且in也是如此分类和datetime数组。

现在，注意我写这个例子的方式是强制使用a对于循环。如果可以的话，所有的最好的策略是vectorize您的最佳性能的代码。“向量化”码几乎装置操作上的阵列，而不是一个数组的元素。例如，它的更高效的通话z = x + y而不是打电话z(i) = x(i) + y(i)在一个对于循环。

但是，如果您的代码不能向量化，因为它访问许多其他的表或数组元素——就像我的例子中的代码一样——那么这些数据类型的性能改进将帮助您的代码运行得更快。

现在我们可以开始了，对吧?没有那么快。

脚本和试着抓认为是有害的

好吧,有害的是夸张。这是完全正常的把你的代码脚本，或内试着抓块，或与在工作区中的变量的工作。在所有这些情况下，代码我写的弹函数返回完全相同的表。

但是，如果该代码是在一个脚本或try-catch块，或者如果您以交互方式工作空间变量的工作，那么就没有性能增强。例如，让我重写代码的脚本，文件中projectile_script.m。在脚本中，我分配了与上面相同的起始速度和角度。(我附上了一份projectile_script.m到这篇博文的结尾。)

％PROJECTILE_SCRIPT.M  - 脚本创建弹丸位置的表和自由落体下的速度。dt = 0.001;％0.001秒v = 50;% 50 m / s角= 45;% 45度T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束

现在我调用函数并计时:

抽动projectile_script TOC

R2019a:12.36秒

R2020a：11.83秒

两个版本之间的区别是现在许多小!发生了什么事?

嗯，这很复杂。从本质上说，MATLAB应用就地优化，在这行代码进行索引：

[T.x(我),T.y(我),T.vx(我),T.vy (i)) =步骤(T.x(张),T.y(张),T.vx(张),T.vy(张),dt);

要充分利用就地优化这些数据类型的，你必须在函数中进行索引。如果您使用工作区变量或脚本中这样做，你就不会看到完整的性能改进。

而且，当索引代码位于a中时，改进也会丢失试着抓块，即使当该块是自身的函数内。但在这种情况下，你可以通过将索引代码到一个单独的功能，性能回来。（P.S.这同样适用于嵌套函数如此。）

我不会去到有关的全部细节试着抓在这篇文章中。然而，我在这篇文章的结尾附加了两个文件，projectile_try_catch.m和projectile_try_regained.m。这些文件显示了问题及其解决方法。

总之，这个表显示了我为这篇文章编写的不同代码片段，以及每种情况下的性能。

示例文件	类型的代码	执行时间
projectile.m	函数	7.64秒
projectile_script.m	脚本	11.83秒
projectile_try_catch.m	索引码试着抓块	11.75小号
projectile_try_regained.m	试着抓块，但索引代码在单独的功能	7.43秒

最佳实践

综上所述，这里要牢记的数据类型，如编写代码时以获得最佳性能的最佳实践表格，datetime,分类：

由于MATLAB数据类型团队继续致力于提高性能，我们希望听到更多关于您使用我们的数据类型的经验。请告诉我们更多关于你的挑战，使用表格，时间表，datetime,或分类阵列在这里。

代码示例

函数[x, y,vx,vy] = step(x,y,vx,vy,dt)％STEP.M  - 计算的位置和速度基于输入位置％的速度，和当地的重力加速度。在米的位置，以m / s，DT％的速度（秒）。g = -9.8;% -9.8 m / s ^ 2VY = VY + G * dt的;Y = Y + VY * dt的+（G / 2）* dt的^ 2;X = X + VX * dt的;结束函数T =弹(v,角)%弹。函数创建弹丸的位置和表自由下落时的速度。dt = 0.001;％0.001秒T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束结束％PROJECTILE_SCRIPT.M  - 脚本创建弹丸位置的表和自由落体下的速度。dt = 0.001;％0.001秒v = 50;% 50 m / s角= 45;% 45度T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束函数T = projectile_try_catch (v,角)％PROJECTILE_TRY_CATCH.M  - 副本PROJECTILE.M的，但一个try-catch％的块。R2020a就地优化是因为在try-catch丢失％的块。dt = 0.001;％0.001秒T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;试一试Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束抓结束结束函数T = projectile_try_regained (v,角)% PROJECTILE_TRY_REGAINED。M -射弹的副本。M，但要用试钩块放置在单独的函数中。R2020a就地优化因为try-catch块位于一个单独的本地函数中。试一试T = projectile_local (v,角);抓结束结束函数T = projectile_local (v,角)％这是对PROJECTILE_TRY_REGAINED创建表的代码。％为了获得最佳性能，请不要在这里使用的try-catch，而是在%调用函数。dt = 0.001;T =表（“大小”30 / dt, [4],“VariableTypes”,(“替身”，“替身”，“替身”，“替身”),“VariableNames”,(“x”，“y”，“vx”，“v”]）;Ť{1}，：= [0 0 V * COSD（角度）V *信德（角度）];对于i = 2:height(T) [T.x(i), T.y(i), T.vx(i), T.vy(i)] = step(T.x(i-1), T.y(i-1), T.vx(i-1), T.vy(i-1), dt);结束结束

得到MATLAB代码

用MATLAB®R2020a发布