关于Matlab符号方程和匿名函数(句柄)迭代计算速度超级慢这件事!!
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摘要
在使用Matlab进行计算时,我们常常会想到使用符号变量(符号方程)、匿名函数(也称句柄函数)等方式来简化代码和提高编写效率。然而,在进行大量迭代计算时,许多开发者会发现符号方程、匿名函数的执行速度意外地慢。本文旨在分享我在使用Matlab匿名函数时遇到的性能瓶颈,对比 向量化计算、匿名函数、预定义函数、以及符号计算的优劣,并探讨其背后的原因,提出有效的优化措施。通过典型案例,分析如何巧妙地规避性能陷阱。
这个帖子是自己写程序过程中遇见的一个问题:Matlab符号方程、匿名函数(句柄)迭代计算速度超级慢。一般来讲计算函数方程等表达式有很多方式,常见的有四种方式:(1)直接写成计算表达式,向量化数值计算;(2)使用写成匿名函数(句柄函数)计算;(3)预定义函数调用计算;(4)符号表达式计算;若将几个方程写成符号方程或匿名函数的形式,放在一个迭代循环中计算,会发现迭代计算速度相比较直接写成向量化计算的降低几十倍不止,严重影响计算效率,使用了一两个案例对比分析了其中存在的问题以及优解措施。提醒大家注意。
1. 匿名函数计算缓慢的原因
动态调用开销: Matlab中的匿名函数实质上是动态创建的函数句柄,每次调用时都需要通过解释器动态解析执行。这种动态性虽然提高了编程的灵活性,却也增加了额外的调用开销,尤其是在循环迭代中,这种开销会显著影响总体计算速度。
代数操作的复杂性: 符号计算常常涉及复杂的代数