优化octave/matlab函数的运行时间

Question

我正在使用适用于 Octave 的 Google Earth Toolbox，它与为 MATLAB 制作的同一个库非常相似。有关该工具的 MATLAB 文档，请参阅 this link。

不幸的是，我在使用某个功能时遇到了一些问题：ge_quiver。此函数创建一个颤动图并将结果转换为 KML 代码。我的问题 是不是太慢了，我不喜欢。

对于 30x30 大小的数据变量，该函数大约需要 10 秒才能完成。这很好，除了我正在尝试制作一个动画颤动图，还有 23 个其他相同大小的数据变量（总共 24 个）。由于 Octave（以及 MATLAB）通常只在一个线程上运行，因此整个过程是串行运行的，需要 10*24 = 240 秒。

我尝试了parfor 循环，但它们只从总运行时间中删除了 10 秒。我有一台16核的电脑。考虑到这是令人尴尬的并行（变量之间没有依赖关系），理想情况下应该这样：

前 16 个变量需要 10 秒
+ 10 秒剩余 8 个变量
-------------------------------------------------- ----
= 总共 20 秒。

我什至没有测试过arrayfun，因为我不知道如何调整我的功能（p_ge_quiver）。尽管如此，许多人说 arrayfun 不会让它更快。

以下代码大致是我想要做的。记住变量 data_u 的大小为 30x30x24。 data_v、lon 和 lat 也是如此。

...
...

[YYYY,MM,DD,HH,mm,ss] = ncdate(NCFILE);
date_s.year   = YYYY;
date_s.month  = MM;
date_s.day    = DD;
date_s.hour   = HH;
date_s.minute = mm;
date_s.second = ss;

TIMESTEP = 60;
parfor i = 1:size(data_u,3)
    dt     = TIMESTEP*i;
    kml(i) = p_ge_quiver(lon,lat,data_u,data_v,dt,TIMESTEP,data_s);
endparfor

...
...

function kml = p_ge_quiver(lon,lat,u,v,data_time,step,date_s)
% V_GE_QUIVER - Writes the quiver plot into KML.

    % Get date variables.
    YYYY = date_s.year;
    MM   = date_s.month;
    DD   = date_s.day;
    HH   = date_s.hour;
    mm   = date_s.minute;
    ss   = date_s.second;

    % Date format. Use Google's.
    F = 'yyyy-mm-ddTHH:MM:SSZ';

    % Start and end dates of data.
    tStart = datestr(datenum(YYYY,MM,DD,HH,mm+data_time,ss),F);
    tEnd   = datestr(datenum(YYYY,MM,DD,HH,mm+data_time+step,ss),F);

    % Quiver plot.
    kml = ge_quiver(lon,lat,u,v,'timeSpanStart', tStart, ...
                                'timeSpanStop' , tEnd  , ...
                                'visibility'   , 0     , ...
                                'lineColor'    , 'AAFFFFFF');



end

Answer 1

在我看来，问题在于ge_quiver 在内部做了什么，而你没有展示出来。除此之外，您应该注意，这种语言旨在编写矢量化代码（不仅仅是因为速度上的差异）。

查看您的代码，您可以通过使用矢量化语法来大大简化它（这通常也会影响速度）：

step = 60;
dt = step:step:(step * size (data_u, 3));

## Get date variables.
YYYY = date_s.year;
MM   = date_s.month;
DD   = date_s.day;
HH   = date_s.hour;
mm   = date_s.minute;
ss   = date_s.second;

## Date format. Use Google's.
F = "yyyy-mm-ddTHH:MM:SSZ";

tStart = datestr (datenum (YYYY, MM, DD, HH, mm + dt       , ss), F);
tEnd   = datestr (datenum (YYYY, MM, DD, HH, mm + dt + step, ss), F);

此时，tStart 和 tEnd 拥有您需要的所有日期，每行一次。唯一需要的循环如下：

for i=1:rows(tStart)
    kml = ge_quiver (lon, lat, data_u, data_v, "timeSpanStart", tStart(i,:), ...
                                               "timeSpanStop" , tEnd(i,:)  , ...
                                               "visibility"   , 0          , ...
                                               "lineColor"    , "AAFFFFFF");
endfor

此时完全取决于ge_quiver 所做的事情。您链接的 mathworks 站点显示为正在维护中。我查看了 the Google Earth toolbox website 并找不到该函数（虽然他们有一个 ge_quiver3 函数）。

我认为这种语言的函数应该允许向量输入，所以去确认一下。也许你根本不需要循环。