19.6 Разные приёмы

Вот несколько способов повышения скорости выполнения программ Octave.

• Избегайте многократного вычисления дорогостоящих промежуточных результатов. Octave в настоящее время не устраняет общие подвыражения. Кроме того, некоторые внутренние результаты вычислений кешируются для переменных. Например, если матричная переменная используется несколько раз в качестве индекса, проверка индексов (и внутреннее преобразование в целые числа) выполняется только один раз.
• Учитывайте ленивые копии (копирование при записи). Когда создаётся копия объекта, данные не копируются сразу, а вместо этого совместно используются. Фактическое копирование откладывается до тех пор, пока скопированные данные не потребуется изменить. Например:

  a = zeros (1000); # create a 1000x1000 matrix
  b = a; # no copying done here
  b(1) = 1; # copying done here

  Ленивое копирование применяется к целым объектам Octave, таким как матрицы, ячейки, структуры, а также к отдельным элементам ячеек или структур (не элементам массива).

  Кроме того, выражения индексов также используют ленивое копирование, когда Octave может определить, что индексированная часть находится в памяти contiguously. Например:

  a = zeros (1000); # create a 1000x1000 matrix
  b = a(:,10:100);  # no copying done here
  b = a(10:100,:);  # copying done here

  Это относится к массивам (матрицам), массивам ячеек и структурам, индексированным с помощью ‘()’. Выражения индексов, генерирующие список, разделённый запятыми, также в некоторых случаях могут извлечь выгоду из поверхностного копирования. В частности, когда a является массивом структур, выражения, такие как {a.x}, {a(:,2).x} будут использовать ленивое копирование, чтобы данные можно было совместно использовать между массивом структур и массивом ячеек.

  Большинство выражений индексирования живут не дольше, чем их родительские объекты. Однако в редких случаях лениво скопированный срез переживает свой родительский объект, в этом случае он становится сиротой, всё ещё занимая излишне больше памяти, чем необходимо. Чтобы предоставить средство, работающее в большинстве реальных случаев, Octave проверяет наличие сиротских ленивых срезов в определённых ситуациях, когда значение хранится в «постоянном» месте, таком как именованная переменная или элемент ячейки или структуры, и, возможно, оптимизирует их. Например:

  a = zeros (1000); # create a 1000x1000 matrix
  b = a(:,10:100);  # lazy slice
  a = []; # the original "a" array is still allocated
  c{1} = b; # b is reallocated at this point

• Избегайте глубокой рекурсии. Вызовы функций в файлах m-файлов связаны с достаточно существенной дополнительной нагрузкой, поэтому переписывание рекурсии в виде цикла часто помогает. Кроме того, обратите внимание, что максимальный уровень рекурсии ограничен.
• Избегайте ненужного изменения размера матриц. При построении единственной результирующей матрицы из ряда вычислений, сначала задайте размер результирующей матрицы, а затем вставляйте в неё значения. Запишите

  result = zeros (big_n, big_m)
  for i = over:and_over
    ridx = …
    cidx = …
    result(ridx, cidx) = new_value ();
  endfor

  вместо

  result = [];
  for i = ever:and_ever
    result = [ result, new_value() ];
  endfor

  Иногда количество элементов нельзя вычислить заранее, и необходимы операции типа стека. Когда элементы многократно вставляются или удаляются с конца массива, Octave распознаёт это как использование стека и пытается использовать более разумную стратегию управления памятью, предварительно выделяя массив большими кусками. Эта стратегия также применяется к массивам ячеек и массивам структур.

  a = [];
  while (condition)
    …
    a(end+1) = value; # "push" operation
    …
    a(end) = []; # "pop" operation
    …
  endwhile

• Избегайте чрезмерного вызова eval или feval. Парсинг входных данных или поиск имени функции в таблице символов — относительно дорогостоящие операции.

  Если вы используете eval только как механизм обработки исключений, а не потому, что вам нужно выполнить произвольный текст, используйте вместо этого инструкцию try. См. Инструкцию try.

• Используйте ignore_function_time_stamp при необходимости. Если вы вызываете много функций, и ни одна из них не должна меняться во время выполнения, установите переменную ignore_function_time_stamp в "all". Это предотвратит проверку Octave отметки времени файла функции, чтобы увидеть, обновлялся ли он во время выполнения программы.