Генерация кода для комплексных данных

Ограничения при определении сложных переменных

Для генерации кода необходимо задать сложность переменных во время присвоения. Присвойте переменной комплексную константу или используйте complex функция. Для примера:

x = 5 + 6i; % x is a complex number by assignment.
y = complex(5,6); % y is the complex number 5 + 6i.

После назначения вы не можете изменить сложность переменной. Генерация кода для следующей функции прекращается из-за x(k) = 3 + 4i изменяет сложность x.

function x = test1( )
x = zeros(3,3); % x is real
for k = 1:numel(x)
    x(k) = 3 + 4i;
end
end

Чтобы решить эту проблему, присвойте комплексную константу x.

function x = test1( )
x = zeros(3,3)+ 0i; %x is complex
for k = 1:numel(x)
    x(k) = 3 + 4i;
end
end

Генерация кода для комплексных данных с нулевыми воображаемыми деталями

Для генерации кода комплексные данные, которые имеют все нулевые мнимые части, остаются комплексными. Эти данные не становятся реальными. Это поведение имеет следующие последствия:

В некоторых случаях результаты функций, которые сортируют комплексные данные по абсолютному значению, могут отличаться от MATLAB^® результаты. Смотрите функции, которые сортируют комплексные числа по абсолютным значениям.
Для функций, которые требуют, чтобы комплексные входы сортировались по абсолютному значению, комплексные входы с нулевыми мнимыми частями должны сортироваться по абсолютному значению. Эти функции включают ismember, union, intersect, setdiff, и setxor.

Функции, которые сортируют комплексные числа по абсолютным значениям

Функции, которые сортируют комплексные числа по абсолютному значению, включают sort, issorted, sortrows, median, min, и max. Эти функции сортируют комплексные числа по абсолютному значению, даже когда мнимые части равны нулю. В целом сортировка абсолютных значений приводит к другому результату, чем сортировка вещественных частей. Поэтому, когда входы в эти функции комплексны с нулевыми мнимыми частями в сгенерированном коде, но действительны в MATLAB, сгенерированный код может привести к другим результатам, чем MATLAB. В следующих примерах вход в sort реально в MATLAB, но комплексно с нулевыми мнимыми частями в сгенерированном коде:

Вы передаете действительные входы в функцию, сгенерированную для сложных входов
1. Напишите эту функцию:
  function myout = mysort(A) myout = sort(A); end
2. Звонить mysort в MATLAB.
  A = -2:2; mysort(A)
  ans = -2 -1 0 1 2
3. Сгенерируйте MEX-функцию для сложных входов.
  A = -2:2; codegen mysort -args {complex(A)} -report
4. Вызовите MEX-функцию с реальными входами.
  mysort_mex(A)
  ans = 0 1 -1 2 -2
  Вы сгенерировали MEX-функцию для сложных входов, поэтому она обрабатывает действительные входы как комплексные числа с нулевыми мнимыми частями. Он сортирует числа по абсолютным значениям комплексных чисел. Поскольку мнимые части равны нулю, MEX-функция возвращает результаты в рабочее пространство MATLAB в виде вещественных чисел. Смотрите Входы и выходы для MEX-функций, сгенерированных для сложных аргументов.
Вход sort Вывод функции, которая возвращает комплекс в сгенерированном коде
1. Напишите эту функцию:
  function y = myfun(A) x = eig(A); y = sort(x,'descend');
  Выходы eig является входом для sort. В сгенерированном коде eig возвращает комплексный результат. Поэтому в сгенерированном коде x комплексная.
2. Функции myfun в MATLAB.
  A = [2 3 5;0 5 5;6 7 4]; myfun(A)
  ans = 12.5777 2.0000 -3.5777
  Результат eig реально. Поэтому входы для sort реальны.
3. Сгенерируйте MEX-функцию для сложных входов.
  codegen myfun -args {complex(A)}
4. Вызовите MEX-функцию.
  myfun_mex(A)
  ans = 12.5777 -3.5777 2.0000
  В MEX-функция eig возвращает комплексный результат. Поэтому входы для sort являются комплексными. MEX-функция сортирует входы в порядке убывания абсолютных значений.

Входы и выходы для MEX-функций, сгенерированных для сложных аргументов

Для MEX-функций, созданных fiaccel:

Предположим, что вы генерируете MEX-функцию для сложных входов. Если вы вызываете MEX-функцию с вещественными входами, MEX-функция преобразует действительные входы в комплексные числа с нулевыми мнимыми частями.
Если MEX-функция возвращает комплексные числа, которые имеют все нулевые мнимые части, MEX-функция возвращает значения в рабочее пространство MATLAB как действительные значения. Для примера рассмотрим эту функцию:
```
function y = foo()
    y = 1 + 0i;   % y is complex with imaginary part equal to zero
end     
```
Если вы генерируете MEX-функцию для foo и просмотрите отчет генерации кода, вы видите, что y комплексная.
```
codegen foo -report
```
Если вы запускаете MEX-функцию, то видите, что в рабочем пространстве MATLAB, результат foo_mex является действительным значением 1.
```
z = foo_mex 
```
```
ans =

     1
```

Результаты выражений, которые имеют сложные операнды

В целом выражения, которые содержат один или несколько сложных операндов, дают комплексный результат в сгенерированном коде, даже если значение результата меньше нуля. Примите во внимание следующую строку кода:

z = x + y;

Предположим, что во время исполнения x имеет значение 2 + 3i и y имеет значение 2 - 3i. В MATLAB этот код дает реальный результат z = 4. Во время генерации кода типы для x и y известны, но их значения неизвестны. Поскольку одна или обе операнды в этом выражении являются комплексными, z определяется как комплексная переменная, требующая хранения для действительной и мнимой части z. равен комплексному результату 4 + 0i в сгенерированном коде, не 4, как в коде MATLAB.

Исключения из этого поведения:

Когда мнимые части сложных результатов равны нулю, MEX-функции возвращают результаты в рабочее пространство MATLAB как вещественные значения. Смотрите Входы и выходы для MEX-функций, сгенерированных для сложных аргументов.
Когда мнимая часть аргумента равна нулю, комплексные аргументы во внешние функции действительны.
```
function y = foo()
    coder.extrinsic('sqrt')
    x = 1 + 0i;   % x is complex
    y = sqrt(x);  % x is real, y is real
end     
```
Функции, которые берут сложные аргументы, но дают реальные результаты, возвращают вещественные значения.
```
y = real(x); % y is the real part of the complex number x.
y = imag(x); % y is the real-valued imaginary part of x.
y = isreal(x); % y is false (0) for a complex number x.
```
Функции, которые берут действительные аргументы, но приводят к комплексным результатам, возвращают комплексные числа.
```
z = complex(x,y); % z is a complex number for a real x and y.
```

Результаты комплексного умножения с нефинитными значениями

Когда операнд комплексного умножения содержит нефинитное значение, сгенерированный код может привести к другому результату, чем результат, который MATLAB производит. Различие обусловлено тем, как генерация кода задает комплексное умножение. Для генерации кода:

Умножение комплексного числа комплексным числом (a + <reservedrangesplaceholder10> i) (c + <reservedrangesplaceholder8> i) определен как (a c - <reservedrangesplaceholder5> <reservedrangesplaceholder4>) + (a d + <reservedrangesplaceholder1> <reservedrangesplaceholder0>) я. Полное вычисление выполняется, даже когда действительная или мнимая часть равна нулю.
Умножение реального значения комплексным числом c (a + <reservedrangesplaceholder4> i) определен как <reservedrangesplaceholder3> <reservedrangesplaceholder2> + <reservedrangesplaceholder1> <reservedrangesplaceholder0> я.

Документация