对于许多长度可变的数组，向量化prod()调用的方法？

Question

所以我的问题是，我想在没有for循环的情况下这样做。获取多个向量的prod()，但长度不同。

我正在处理与体素相交的光线。我通常有1e6光线和1e5体素，但这可能会有所不同。

intxRays是具有相交体素的光线列表。

gainList是一个一维向量，每个元素都有一个与之前计算的特定光线体素交点相对应的值(实际上是在你可爱的lot here的帮助下)。

rayIntxStart和rayIntxEnd是的索引向量，在gainlist数组中，每条光线的相应值开始和结束(它们都是按顺序排列的)。

以下是代码、一些示例和预期输出。

gainSum = zeros(1, 5);

% only interested in the intx uniques
intxSegCtr = 1;

% loop through all of the unique segments
for rayCtr = 1:max(intxRays)

    if rayCtr == intxRays(intxSegCtr)

        startInd = rayIntxStart(intxSegCtr);
        endInd = rayIntxEnd(intxSegCtr);

        % find which rows correspoond to those segements
        gainVals = gainList(startInd:endInd);
        gainProd = prod(gainVals);

        % get the product of the gains for those voxels
        gainSumIdx = intxRays(intxSegCtr);
        gainSum(gainSumIdx) = gainProd;

        % increment counter
        intxSegCtr = intxSegCtr + 1;

    end
end

五条光线和九个体素的示例数据。假设九个体素(在上一步中使用)的体素增益数组如下(为简单起见)。

voxelGains = 10:10:90;

现在假设光线1和3没有命中任何东西，光线2命中体素1和2，光线4命中体素2:7，光线5命中体素6:9

intxRays = [2, 4, 5];

gainList = [10, 20, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 60 70, 80, 90];

rayIntxStart = [1, 3, 9];

rayIntxEnd = [2, 8, 12];

对于这些数字，上面的代码将作为结果：

gainSum = [0, 200, 0, 5.0400e+09, 3.024e+07];

我希望这一切都有意义。

当我开发它的时候，我使用了小得多的光线和体素数，它工作得很好。随着我的进步，我的代码中的主要瓶颈就是这个循环。实际上，仅gainVals和gainProd分配就占了我运行时的80%和15%。

这是我能找到的唯一一种方法，由于涉及的大小，填充和类似的方法不能工作。

有没有办法在没有这个循环的情况下得到我想要的值？

非常感谢！

Answer 1

好吧，这是一个非常小的性能提升，但它可能会有所帮助。为了在没有循环的情况下测试矩阵方法，需要更大的数据样本。

这是三个解决方案，你的原创，优化和优化的方式作为一个线条。如果这已经为你做了一些事情，你能试一下吗？

clear all
% orignial loop through all Rays
intxRays = [2, 4, 5];
gainList = [10, 20, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 60 70, 80, 90];
rayIntxStart = [1, 3, 9];
rayIntxEnd = [2, 8, 12];
gainSum = zeros(1, 5);
tic
% only interested in the intx uniques
intxSegCtr = 1;

% loop through all of the unique segments
for rayCtr = 1:max(intxRays)

    if rayCtr == intxRays(intxSegCtr)

        startInd = rayIntxStart(intxSegCtr);
        endInd = rayIntxEnd(intxSegCtr);

        % find which rows correspoond to those segements
        gainVals = gainList(startInd:endInd);
        gainProd = prod(gainVals);

        % get the product of the gains for those voxels
        gainSumIdx = intxRays(intxSegCtr);
        gainSum(gainSumIdx) = gainProd;

        % increment counter
        intxSegCtr = intxSegCtr + 1;

    end
end
toc

clear all
%loop insted of every single one to max just through the intxRays
intxRays = [2, 4, 5];
gainList = [10, 20, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 60 70, 80, 90];
rayIntxStart = [1, 3, 9];
rayIntxEnd = [2, 8, 12];
gainSum = zeros(1, 5);
tic
for rayCtr=1:length(intxRays)
    %no if as you just go through them
    %intxRays(rayCtr) is the corresponding element

     startInd = rayIntxStart(rayCtr);
     endInd = rayIntxEnd(rayCtr);
     % find which rows correspoond to those segements
     gainVals = gainList(startInd:endInd);
     gainProd = prod(gainVals);     

    % get the product of the gains for those voxels and set them to the ray
    gainSum(intxRays(rayCtr)) = gainProd;
end
%disp(gainSum);
toc

clear all
%same as above, but down to 1 line so no additional values are generated
intxRays = [2, 4, 5];
gainList = [10, 20, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 60 70, 80, 90];
rayIntxStart = [1, 3, 9];
rayIntxEnd = [2, 8, 12];
gainSum = zeros(1, 5);
tic
for rayCtr=1:length(intxRays)
gainSum(intxRays(rayCtr))=prod(gainList(rayIntxStart(rayCtr):rayIntxEnd(rayCtr)));
end
toc