Документация

Примечания о необходимых и рекомендуемых рекомендациях

Если ваш parfor код не соответствует инструкциям и ограничениям, помеченным как Требуемый, вы получаете ошибку. MATLAB ловит некоторые из этих ошибок в то время, когда он читает код, и другие, когда он выполняет код. Эти ошибки помечены как Обязательные (статические) или Обязательные (динамические) соответственно. Инструкции, не вызывающие ошибок, помечены как Рекомендуемые. Можно использовать КОД MATLAB Analyzer, чтобы помочь parfor- циклы соответствуют инструкциям.

Основные правила для переменных сокращения

Следующие потребности дополнительно определяют присвоения сокращения, связанные с заданной переменной.

parfor-цикл слева недопустим, поскольку используется назначение сокращения + в одном образце и [,] в другом. parfor-цикл справа действителен.

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = A + i;
    else
        A = [A, 4+i];
    end
    % loop body continued
end

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = A + i;
    else
        A = A + i + 5*k;
    end
    % loop body continued
end

parfor-loop слева недопустим, поскольку порядок элементов в конкатенации не согласован по всему циклу. parfor-цикл справа действителен.

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = [A, 4+i];
    else
        A = [r(i), A];
    end
    % loop body continued
end

parfor i = 1:n
    if testLevel(k)
        A = [A, 4+i];
    else
        A = [A, r(i)];
    end
    % loop body continued
end

Код слева недопустим, так как он пытается индексировать aи поэтому MATLAB не может классифицировать его как переменную сокращения. Чтобы исправить это, код справа использует неиндексированную переменную.

a.x = 0
parfor i = 1:10
    a.x = a.x + 1;
end

tmpx = 0
parfor i = 1:10
    tmpx = tmpx + 1;
end
a.x = tmpx;

Требования к назначениям на сокращение

Назначения на сокращение. В дополнение к конкретным формам назначения сокращения, перечисленным в таблице Переменные сокращения, единственная другая (и более общая) форма назначения сокращения является

Если f является переменной, тогда для всех практических целей ее значение во время исполнения является указателем на функцию. Однако, пока правая сторона может быть оценена, полученное значение сохранено в X.

parfor-цикл слева не выполняется правильно, потому что оператор f = @times причины f классифицируется как временная переменная. Поэтому f очищается в начале каждой итерации. parfor-цикл справа правильно, потому что он не присваивает f внутри цикла.

f = @(x,k)x * k;
parfor i = 1:n
    a = f(a,i);
    % loop body continued
    f = @times;  % Affects f
end

f = @(x,k)x * k;
parfor i = 1:n
    a = f(a,i);
    % loop body continued
end

Операторы && и || не указаны в таблице Переменные сокращения (Recovery Variables). Кроме && и ||все матричные операции MATLAB имеют соответствующую функцию f, таким образом u op v эквивалентно f(u,v). Для && и ||, такая функция не может быть записана, потому что u&&v и u||v может или не может оценить v. Однако f(u,v) всегда оценивает v перед вызовом f. Поэтому && и || исключены из таблицы допустимых сокращений для parfor-цикл.

Каждое назначение сокращения имеет связанную функцию f. Свойства f которые гарантируют детерминированное поведение оператора parfor, обсуждаются в следующих разделах.

Ассоциативность в назначениях сокращения. Следующая практика рекомендуется для функции f, как используется в определении переменной сокращения. Однако это правило не генерирует ошибку, если не соблюдается. Поэтому вы должны убедиться, что ваш код соответствует этой рекомендации.

Чтобы быть ассоциативной, функция f должен удовлетворять нижеследующим требованиям для всех a, b, и c.

f(a,f(b,c)) = f(f(a,b),c)

Правила классификации для переменных, включая переменные редукции, являются чисто синтаксическими. Они не могут определить, f ли Вы предоставили действительно ассоциативно или нет. Подразумевается ассоциативность, но если вы нарушаете это правило, каждое выполнение цикла может привести к различным ответам.

Например, оператор слева дает 1, в то время как оператор справа возвращает 1 + eps:

(1 + eps/2) + eps/2           1 + (eps/2 + eps/2)

Кроме оператора минус (-), все специальные случаи, перечисленные в таблице в Переменных Сокращения, имеют соответствующую (приблизительно) ассоциативную функцию. MATLAB вычисляет X = X - expr присвоения при помощи X = X + (-expr). (Таким образом, технически функция для вычисления этого назначения сокращения plus, не minus.) Однако назначение X = expr - X невозможно записать с помощью ассоциативной функции, что объясняет ее исключение из таблицы.

Коммутативность в заданиях на сокращение. Некоторые ассоциативные функции, включая +, .*, min, и max, intersect, и union, также являются коммутативными. То есть они удовлетворяют следующее для всех a и b.

f(a,b) = f(b,a)

Некоммутативные функции включают * (поскольку умножение матрицы не коммутативно для матриц, в которых обе размерности имеют размер, больший единицы), [,], и [;]. Некоммутативность является причиной того, что требуется согласованность в порядке аргументов к этим функциям. На практике более эффективный алгоритм возможен, когда функция коммутативна, а также ассоциативна, и parfor оптимизирован для использования коммутативности.

Нарушение ограничения коммутативности в функции, используемой для сокращения, может привести к неожиданному поведению, даже если оно не генерирует ошибку.

Если только f является известной некоммутативной встроенной функцией, она принята коммутативной. В настоящее время нет способа задать определенную пользователем, некоммутативную функцию в parfor.

Аналогичным образом, из-за особого обращения с X = X - expr, рекомендуется следующее.

Использование пользовательской функции сокращения

Предположим, что каждая итерация цикла выполняет некоторое вычисление, и вы заинтересованы в том, чтобы найти, какая итерация цикла создает максимальное значение. Это упражнение на сокращение делает накопление через несколько итераций цикла. Ваша функция сокращения должна сравнить результаты итерации, пока максимальное значение не может быть определено после сравнения всех итераций.

Сначала рассмотрим саму функцию редукции. Чтобы сравнить один результат итерации с другим, функция требует в качестве входа текущий результат и известный максимум от других итераций до сих пор. Каждый из двух входов является вектором, содержащим результаты итерации и число итераций.

function mc = comparemax(A, B)
    % Custom reduction function for 2-element vector input
    
    if A(1) >= B(1) % Compare the two input data values
        mc = A;     % Return the vector with the larger result
    else
        mc = B;
    end
end

Внутри цикла каждая итерация вызывает функцию сокращения (comparemax), проходя в паре двухэлементных векторов:

Если значение данных текущей итерации больше максимального в cummmaxфункция возвращает вектор нового значения и его число итерации. В противном случае функция возвращает существующий максимум и число итераций.

Каждая итерация вызывает функцию сокращения comparemax сравнение собственных данных [dat i] к данным, уже накопленным в cummax. Попробуйте следующий код для этого цикла.

% First element of cummax is maximum data value
% Second element of cummax is where (iteration) maximum occurs
cummax = [0 0];  % Initialize reduction variable
parfor ii = 1:100
    dat = rand(); % Simulate some actual computation
    cummax = comparemax(cummax, [dat ii]);
end
disp(cummax);

Операторы сокращения цепей

MATLAB классифицирует назначения формы X = expr op X или X = X op expr как операторы сокращения, когда они эквивалентны скобкам X = (expr) op X или X = X op (expr) соответственно. X является переменной, op является оператором сокращения, и expr - выражение с одним или несколькими двоичными операторами сокращения. Следовательно, из-за правил приоритета оператора MATLAB, MATLAB может не классифицировать некоторые назначения формы X = expr op1 X op2 expr2 ..., что цепные операторы, как операторы сокращения в parfor-циклы.

В этом примере MATLAB классифицирует X как переменная сокращения, поскольку назначение эквивалентно X = X + (1 * 2).

X = 0;
parfor i=1:10
    X = X + 1 * 2;
end

В этом примере MATLAB классифицирует X как временная переменная, поскольку назначение эквивалентно X = (X * 1) + 2, не соответствует форме X = (expr) op X или X = X op (expr).

X = 0;
parfor i=1:10
    X = X * 1 + 2;
end

В качестве наилучшей практики используйте круглые скобки, чтобы явным образом задать приоритет оператора для назначений сокращений с цепочкой.