19.6 Различные приемы

Вот еще несколько способов повысить скорость выполнения программ Octave.

• Избегайте многократного вычисления дорогостоящих промежуточных результатов. В настоящее время Octave не устраняет общие подвыражения. Кроме того, некоторые результаты внутренних вычислений кэшируются для переменных. Например, если матричная переменная используется в качестве индекса несколько раз, проверка индексов (и внутреннее преобразование в целые числа) выполняется только один раз.
• Помните о ленивом копировании (копировании при записи). При создании копии объекта данные не копируются сразу, а совместно используются. Фактическое копирование откладывается до тех пор, пока не потребуется изменить скопированные данные. Например:

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

  Ленивое копирование применяется ко всему объекту Octave, например к матрицам, ячейкам и структурам, а также к отдельным элементам ячеек или структур (но не к элементам массивов).

  Кроме того, в выражениях индексации используется ленивое копирование, если Octave может определить, что индексируемая часть расположена в памяти непрерывно. 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, индексируемым с помощью ‘()’. Выражения индексации, создающие списки, разделенные запятыми, в некоторых случаях также могут использовать поверхностное копирование. В частности, если a — это массив структур, выражения вида {a.x}, {a(:,2).x} используют ленивое копирование, позволяя совместно использовать данные массиву структур и массиву ячеек.

  Большинство выражений индексации существуют не дольше родительских объектов. Однако в редких случаях лениво скопированный срез переживает родительский объект и становится осиротевшим, продолжая занимать больше памяти, чем необходимо. Чтобы решить эту проблему в большинстве практических случаев, Octave проверяет наличие осиротевших ленивых срезов при определенных обстоятельствах — когда значение сохраняется в «постоянном» месте, например в именованной переменной или элементе ячейки либо структуры, — и при необходимости 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 из m-файлов связаны с относительно значительными накладными расходами, поэтому часто помогает переписать рекурсивную функцию в виде цикла. Также имейте в виду, что максимальный уровень рекурсии ограничен.
• Не изменяйте размер матриц без необходимости. При построении одной результирующей матрицы на основе последовательности вычислений сначала задайте размер результирующей матрицы, а затем вставьте в нее значения. Напишите

  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 невозможно вычислить заранее, и требуются операции, подобные работе со стеком. Если элементы многократно добавляются в конец массива или удаляются из него, Octave распознает использование стека и пытается применить более эффективную стратегию управления памятью, предварительно выделяя память для массива блоками большего размера. Эта стратегия применяется также к массивам ячеек и структур.

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

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

  Если вы используете eval только для обработки исключений, а не для выполнения произвольного текста, используйте вместо этого инструкцию try. См. раздел Инструкция try.

• При необходимости используйте ignore_function_time_stamp. Если вы вызываете множество функций и ни одна из них не должна измениться во время выполнения программы, присвойте переменной ignore_function_time_stamp значение "all". Это позволит Octave не проверять временную метку файла функции, чтобы выяснить, не был ли он обновлен во время выполнения программы.