Документация

Разреженные типы данных в сгенерированном коде

Во время генерации кода генератор кода создает определение типа для разреженных матриц под названием coder_internal_sparse. Это определение хранит массивы индексов строки, индексов столбца и соответствующих значений элемента для разреженной матрицы. Определения типа сгенерированы в файле myFunction_types.h. myFunction относится к имени вашей функции верхнего уровня.

Количество ненулевых элементов в разреженной матрице может измениться во время вычисления. Поэтому разреженные матрицы в сгенерированном коде используют массивы переменного размера и динамическое выделение памяти. Динамически выделенные переменные используют тип emxArray, также заданный в myFunction_types.

Например, рассмотрите функциональный myDiag:

function out = myDiag(n,k)
% create diagonal sparse matrix
%#codegen
A = speye(n);
out = A.*k;
end

Сгенерируйте код для функции при помощи команды codegen:

codegen -config:lib myDiag -args {3, 5} -launchreport

Разреженный тип может быть найден в файле myDiag_types.h.

Введите определение

Предположим, что у вас есть функциональный foo, который принимает разреженную матрицу как вход. Эта функция умножает разреженную матрицу на единичную матрицу и выводит продукт:

function C = foo(ASparseInput)
%#codegen
B = speye(size(ASparseInput'));
C = ASparseInput*B;

Предположим, что вы хотите сгенерировать автономный lib, dll или код exe, чтобы использовать за пределами среды MATLAB^®. Сгенерировать код lib, введите:

codegen -config:lib foo -args {sparse(5,5)} -launchreport

Можно упростить автономный код путем построения разреженной матрицы в функции точки входа вместо того, чтобы передать разреженную матрицу как вход. Когда вы следуете этой инструкции, конструкция разреженной матрицы может быть задержана к генератору кода. Другой код, который использует ваш сгенерированный код, может передать входные типы, такие как массивы, а не специализировал разреженные типы.

Например, вместо того, чтобы генерировать код непосредственно от foo, создайте новую функцию точки входа fooMain, чтобы сгенерировать код от. Замените разреженный вход на форму триплета разреженных данных.

function [ii,jj,out] = fooMain(i,j,v,m,n)
%#codegen
S = sparse(i,j,v,m,n);
[ii,jj,out] = find(foo(S));

Предположим, что вы хотите сгенерировать код для разреженной матрицы 5 на 5 S с количеством переменного размера ненулевых элементов. Сгенерировать код, введите:

S = sparse(5,5);
[m,n] = size(S);
[i,j,v] = find(S);
i = coder.typeof(i,[inf 1]);
codegen -config:lib fooMain -args {i,i,i,m,n} -launchreport

Можно задать вход для fooMain с типами массива переменного размера и целым числом. Если вы генерируете код непосредственно от foo, необходимо создать вход как тип coder_internal_sparse.

Если вы действительно принимаете решение передать разреженную матрицу как входной параметр функции точки входа, можно использовать coder.typeof, чтобы инициализировать вход. Например, для функционального foo, можно войти:

t = coder.typeof(sparse(5,5));
codegen -config:lib foo -args {t} -launchreport

Для разреженных матриц генератор кода не отслеживает верхние границы для размерностей переменного размера. Все размерности переменного размера обработаны как неограниченные.

Если вы генерируете MEX-функцию для foo, входные и выходные данные должны быть преобразованы в coder_internal_sparse. Это преобразование может замедлить производительность для повторных вызовов MEX-функции или больших вводов и выводов.

Вы не можете задать разреженные входные типы программно при помощи операторов assert.

Инструкции генерации кода

Инициализируйте матрицы при помощи разреженных конструкторов, чтобы максимизировать вашу эффективность кода. Например, чтобы создать 3х3 единичную матрицу, используйте speye(3,3), а не sparse(eye(3,3)).

Индексируемое присвоение в разреженные матрицы подвергается издержкам по сравнению с индексируемым присвоением в полные матрицы. Например:

S = speye(10);
S(7,7) = 42;

Как в MATLAB, разреженные матрицы хранятся в сжатом разреженном формате столбца. Когда вы вставляете новый ненулевой элемент в разреженную матрицу, все последующие ненулевые элементы должны быть переключены вниз, столбец столбцом. Эти дополнительные манипуляции могут замедлить производительность.

Ограничения генерации кода

Чтобы сгенерировать код, который использует разреженные матрицы, динамическое выделение памяти должно быть включено. Чтобы сохранить изменяющееся количество ненулевых элементов и их значения, разреженные матрицы используют массивы переменного размера в сгенерированном коде. Чтобы изменить настройки динамического выделения памяти, смотрите Выделение Управляющей памяти для Массивов Переменного Размера. Поскольку разреженные матрицы используют массивы переменного размера для динамического выделения памяти, ограничения на Данные Переменного Размера также применяются к разреженным матрицам.

Вы не можете присвоить разреженные данные данным, которые не разреженны. Сгенерированный код использует отличные представления типа данных для разреженных и полных матриц. Чтобы преобразовать в и от разреженных данных, используйте явный sparse и функции преобразования full.

Вы не можете задать разреженную матрицу с конкурирующими спецификациями размера. Генератор кода фиксирует размер разреженной матрицы, когда это производит соответствующее определение типов на C/C++. Как пример, функциональный foo вызывает ошибку в генерации кода:

function y = foo(n)
%#codegen
if n > 0
    y = sparse(3,2);
else
    y = sparse(4,3);
end

Логическая индексация в разреженные матрицы не поддержана для генерации кода. Например, этот синтаксис вызывает ошибку:

S = magic(3);
S(S > 7) = 42;

Для разреженных матриц вы не можете удалить элементы массива путем присвоения пустых массивов:

S(:,2) = [];