使用Accelerate框架对向量进行编码

Question

我第一次尝试使用Accelerate框架，目的是将一些矢量化的代码实现到iOS应用程序中。我从来没有尝试过在Objective C或C中使用向量，有一些MATLAB的经验，我想知道使用Accelerate是否真的那么痛苦。假设我想要计算以下内容：

b = 4*(sin(a/2))^2，其中a和b是向量。

MATLAB代码：

a = 1:4;
b = 4*(sin(a/2)).^2;

然而，正如我在文档中看到的那样，使用Accelerate会有很大的不同。

我的C实现：

float a[4]  = {1,2,3,4};                        //define a
int len     = 4;
float div   = 2;                                //define 2
float a2[len];                                  //define intermediate result 1
vDSP_vsdiv(a, 1, &div, a2, 1, len);             //divide
float sinResult[len];                           //define intermediate result 2
vvsinf(sinResult, a2, &len);                    //take sine
float sqResult[len];                            //square the result
vDSP_vsq(sinResult, 1, sqResult, 1, len);       //take square
float factor = 4;                               //multiply all this by four
float b[len];                                   //define answer vector
vDSP_vsmul(sqResult, 1, &factor, b, 1, len);    //multiply

//unset all variables I didn't actually need

老实说，我不知道这里最糟糕的是什么:跟踪所有中间步骤，尝试记住相对于VecLib的参数是如何在vDSP中传递的(非常不同)，或者做一些相当琐碎的事情需要这么多时间。

我真的希望我在这里遗漏了一些东西，大多数步骤都可以合并或缩短。任何关于编码资源、良好的编码习惯(通过艰苦的方式或从书中学到的)等方面的建议都将非常受欢迎！你们是如何处理多行向量计算的？

Answer 1

我想你可以这样写，但对我来说似乎太复杂了。我更喜欢这个(特定于英特尔，但可以很容易地抽象为其他架构)：

#include <Accelerate/Accelerate.h>
#include <immintrin.h>

const __m128 a = {1,2,3,4};
const __m128 sina2 = vsinf(a*_mm_set1_ps(0.5));
const __m128 b = _mm_set1_ps(4)*sina2*sina2;

另外，我要说的是，你在这里做的不是线性代数。线性代数只涉及线性运算(没有平方，没有像sin那样的超越运算)。

编辑:正如您所提到的，上述功能在iOS上不能直接使用；最大的问题是没有vsinf (vMathLib在iOS上的Accelerate中不可用)。我没有在我的机器上安装SDK进行测试，但我相信下面这样的东西应该可以工作：

#include <Accelerate/Accelerate.h>

const vFloat a = {1, 2, 3, 4};
const vFloat a2 = a*(vFloat){0.5,0.5,0.5,0.5};
const int n = 4;
vFloat sina2;
vvsinf((float *)&sina2, (const float *)&a, &n);
const vFloat b = sina2*sina2*(vFloat){4,4,4,4};

虽然不像vMathLib那样漂亮，但仍然相当紧凑。

一般来说，向量上的许多基本算术运算都可以正常工作；不需要调用任何库，这就是为什么Accelerate不会不遗余力地提供这些运算的原因。相反，Accelerate通常会尝试提供其他方式无法立即使用的操作。

Answer 2

回答我自己的问题:在iOS 6中，将引入vMathLib。正如斯蒂芬澄清的那样，vMathLib已经可以在OSX上使用了，但它在iOS中不可用。直到现在。

vMathLib提供的函数将允许更简单的向量计算。