matlab - 如何嵌套多个 parfor 循环

Question

parfor 是一种在多个“工作人员”之间分配密集计算的独立迭代的便捷方式。一个有意义的限制是 parfor-loops 不能嵌套，并且总是，这是类似问题的答案，如 there和 there .

为什么跨循环边界的并行化如此可取

考虑以下代码段，其中迭代在允许 4 个工作人员的机器上花费的时间变化很大。两个循环都迭代了 6 个值，显然很难在 4 个值之间共享。

for row = 1:6
    parfor col = 1:6
        somefun(row, col);
    end
end

为 parfor 选择内部循环似乎是个好主意，因为对 somefun 的单独调用比外部循环的迭代更具可变性。但是，如果每次调用 somefun 的运行时间都非常相似怎么办？如果运行时有趋势并且我们有三个嵌套循环怎么办？这些问题经常出现，人们会去 extremes .

组合循环所需的模式

理想情况下，somefun 会针对所有的row 和col 对运行，工作人员应该忙碌起来，而不管哪个 iterand 正在发生变化。解决方案应该看起来像

parfor p = allpairs(1:6, 1:6)
    somefun(p(1), p(2));
end

不幸的是，即使我知道哪个内置函数创建了一个包含 row 和 col 的所有组合的矩阵，MATLAB 也会报错 The range of a parfor 语句必须是一个行向量。 然而，for 不会提示并且很好地迭代列。一个简单的解决方法是创建该矩阵，然后使用 parfor 对其进行索引:

p = allpairs(1:6, 1:6);
parfor k = 1:size(pairs, 2)
    row = p(k, 1);
    col = p(k, 2);
    somefun(row, col);
end

代替我正在寻找的 allpairs 的内置函数是什么？有没有人想出一个方便的惯用模式？

Answer 1

MrAzzman 已经指出了如何线性化嵌套循环。这是线性化 n 个嵌套循环的通用解决方案。

1) 假设您有一个像这样的简单嵌套循环结构:

%dummy function for demonstration purposes
f=@(a,b,c)([a,b,c]);

%three loops
X=cell(4,5,6);
for a=1:size(X,1);
    for b=1:size(X,2);
        for c=1:size(X,3);
            X{a,b,c}=f(a,b,c);
        end
    end
end

2) 使用 for 循环的基本线性化:

%linearized conventional loop
X=cell(4,5,6);
iterations=size(X);
for ix=1:prod(iterations)
    [a,b,c]=ind2sub(iterations,ix);
    X{a,b,c}=f(a,b,c);
end   

3) 使用 parfor 循环进行线性化。

%linearized parfor loop
X=cell(4,5,6);
iterations=size(X);
parfor ix=1:prod(iterations)
    [a,b,c]=ind2sub(iterations,ix);
    X{ix}=f(a,b,c);
end

4) 使用带有常规 for 循环的第二个版本，迭代的执行顺序发生了变化。如果有任何依赖于此，您必须颠倒索引的顺序。

%linearized conventional loop
X=cell(4,5,6);
iterations=fliplr(size(X));
for ix=1:prod(iterations)
    [c,b,a]=ind2sub(iterations,ix);
    X{a,b,c}=f(a,b,c);
end

在使用 parfor 循环时颠倒顺序是无关紧要的。您根本不能依赖执行顺序。如果您认为它有所作为，则可以不使用 parfor。