为什么`minmax`比连续的`min`和`max`花费更长的时间？答案

【问题标题】：Why does `minmax` take longer than a consecutive `min` and `max`?为什么`minmax`比连续的`min`和`max`花费更长的时间？
【发布时间】：2017-07-13 00:25:39
【问题描述】：

基本上这个问题说明了一切，我的直觉告诉我调用minmax 应该比调用min 和max 花费的时间更少。

是否有一些优化我阻止 Matlab 在以下代码中执行？

最小最大：

function minmax_vals = minmaxtest()
    buffSize = 1000000;
    A = rand(128,buffSize);
    windowSize = 100;
    minmax_vals = zeros(128,buffSize/windowSize*2);
    for i=1:(buffSize/windowSize)
        minmax_vals(:,(2*i-1):(2*i)) = minmax(A(:,((i-1)*windowSize+1):(i*windowSize)));
    end
end

单独的最小值-最大值：

function minmax_vals = minmaxtest()
    buffSize = 1000000;
    A = rand(128,buffSize);
    windowSize = 100;
    minmax_vals = zeros(128,buffSize/windowSize*2);
    for i=1:(buffSize/windowSize)
        minmax_vals(:,(2*i-1)) = min(A(:,((i-1)*windowSize+1):(i*windowSize)),[],2);
        minmax_vals(:,(2*i)) = max(A(:,((i-1)*windowSize+1):(i*windowSize)),[],2);
    end
end

【问题讨论】：

标签： matlab

【解决方案1】：

总结

您可以看到开销，因为 minmax 没有完全混淆。只需输入

edit minmax

你会看到函数！

似乎存在到nntype.data('format',x,'Data'); 的数据类型转换，而min 或max 的情况并非如此，并且可能代价高昂。这适用于 MATLAB 的神经网络 (nn) 工具，因为 minmax 属于该工具箱。

简而言之，min 和 max 是较低级别的编译函数（因此它们是完全混淆的），它们不需要来自nn 工具箱。

基准测试

这是一个稍微孤立的基准测试，没有您的窗口，并且使用timeit 而不是分析器。 我还包括了 minmax 中使用的数据转换的计时！ 测试获取大矩阵中每一行的最小值和最大值，请参见下面的输出图和代码...

似乎行数和所用时间之间存在线性关系（正如线性运算符所预期的那样），但组合 minmax 关系的系数要大得多，单独的操作大约是快了 10 倍。 您还可以清楚地看到，数据转换比 min 和 max 单独版本需要更多时间！

function benchie()
    K = zeros(10, 3);
    for k = 1:10        
        n = 2^k;
        A = rand(n, 200);   
        Arow = zeros(1,200); 
        m = zeros(n,2);
        
        f1 = @()minmaxtest(A,m);
        K(k,1) = timeit(f1);

        f2 = @()minthenmaxtest(A,m);
        K(k,2) = timeit(f2);
        
        f3 = @()dataconversiontest(A, Arow);
        K(k,3) = timeit(f3);
    end
    figure; hold on; plot(2.^(1:10), K(:,1)); plot(2.^(1:10), K(:,2)); plot(2.^(1:10), K(:,3));
end
function minmaxtest(A,m)
    for ii = 1:size(A,1)
        m(ii, 1:2) = minmax(A(ii,:));
    end
end
function dataconversiontest(A, Arow)
    for ii = 1:size(A,1)
       Arow = nntype.data('format', A(ii,:), 'Data');;
    end    
end
function minthenmaxtest(A,m)
    for ii = 1:size(A,1)
        m(ii, 1) = min(A(ii,:));
        m(ii, 2) = max(A(ii,:));
    end
end

【讨论】：