Optimisation des matrices

Bonjour � toutes et � tous,

Je dois d�porter un programme Matlab en C++ pour des questions de vitesse (because boucles en matlab). Je suis assez nouveau en C++ et plut�t que de partir d'un type int matrice [n][n] ou int** matrice, j'ai vu qu'il existe des librairies sp�cialement adapt�es pour ce type de questions (traitement de matrices).

Ma question est la suivante:
Je dois faire des traitements tr�s simples: initialiser des matrices de petites ou grandes tailles, modifier un grand nombre de valeurs dans une ou plusieurs matrices � chaque pas de temps, rien de plus compliqu�.
Du coup je me demande si les packages sp�cialement adapt�s pour traiter les matrices ne seraient pas un peu surdimensionn�s pour ce que je veux faire. Ils sont certainement adapt�s pour des calculs plus compliqu�s (inversions, triangulations, etc.) mais dans mon cas, pour les affectations par exemple, est-ce que j'y gagnerais forc�ment en temps de calcul ?

Je pose cette question car je suis sur un contrainte temps assez importante (pas du temps r�el, mais je risque de me retrouver avec des matrices imposantes en milliers de lignes/colonnes).

Merci par avance pour vos conseils.

Gian

Utilises-tu les op�rations math�matiques (addition, multiplication, ...) sur tes "matrices" ?

Si oui, alors une librairie de matrices (p.ex. boost.ublas) serait int�ressante.
Si non, alors il est strictement inutile de passer par un paquet externe, et il suffit d'avoir un tableau � deux dimensions.

Eh bien, pour donner un ordre d'id�e, en terme de temps, je n'effectue des op�rations (additions, soustractions, etc.) entre deux ou plusieurs matrices que "rarement" (environ 5 � 10% du temps de calcul).
Les 90 � 95% du temps restant est plut�t consacr� � mettre � jour un grand nombre de valeurs des matrices par des op�rations impliquant des scalaires, voire des vecteurs (plus rare). Pour donner un exemple:
g(i,j) = c(i,j) + d(i,j)
ou g, c et d sont des matrices et i,j les indices.
J'ai aussi une composante temps qui consiste aussi � sauvegarder l'�tat des matrices entre chaque pas de temps (gourmand avec de grandes matrices donc).

Tu as d�j� optimis� dans matlab?

Ca fait un bail que j'en ai pas fais, mais je pense que passer par des choses du style:

Code:

---

1 2 3

for j=1:n, A(j,:) = A(j,:) - A(j-1,:)

---

Au lieu de ,

Code:

---

1 2 3 4

for j=1:n, for i=1:m A(j,i) = A(j,i) - A(j-1,i)

---

lui permet de d�rouler le traitement en C voir m�me de parall�liser si c'est bien fait?

Pardon, mal lu, oublie mon poste :x

Pas de soucis!
Sinon pour r�pondre � ta question, j'ai la pratique du Matlab, je sais qu'il faut tout �crire en matriciel et �viter les boucles, donc j'ai fait au mieux, mais il y a certaines boucles que je ne peux pas �viter.

Merci quand meme :)

Edit: Si ca peut aider, j'ai pas mal de min et max � calculer sur les matrices que j'ai et sur des parties plus "locales" des matrices (subset des matrices).
Edit2: quand je parle de subset, j'ai beaucoup d'extraction de voisinages � faire (voisinage de Moore, etc.).

hello,
Pour la performance ce que tu dois faire, le minimum vital;
- Definir une classe matrice bas�e sur un conteneur contigue
- Pour toutes les op�rations d'alg�bre utiliser la lib blas (libre � toi
de choisir la provenance, MKL intel, ACML amd, GOTO uni du texas)
ou bien utiliser boost/blas

example de base le plus simple possible produit de matrice de double (dgemm):

Code:

---

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

typename T::value_type*ad; typename T::value_type*bd; typename T::value_type*cd;   int m,n,k; int lda,ldb,ldc; double alpha(1.0), beta(1.0);   m =(int) T::ValueX; n =(int) T::ValueY; k =(int) T::ValueY;   lda = ldb = ldc = T::ValueX;   ad = new typename T::value_type[T::ValueX*T::ValueY]; bd = new typename T::value_type[T::ValueX*T::ValueY]; cd = new typename T::value_type[T::ValueX*T::ValueY];   memset((void*)cd,0,T::ValueX*T::ValueY*sizeof(typename T::value_type));   for(int i(0); i< T::ValueX*T::ValueY ; ++i){ ad[i] = Rd(); bd[i] = Rd(); }   TimerPTH t1("blas"); t1.begin(); dgemm("N","N", &m, &n, &k, &alpha, ad, &lda, bd, &ldb, &beta, cd, &ldc); t1.end();   delete [] ad; delete [] bd; delete [] cd; }

---

bonsoirs,
moi j'explore la librairie VXL qui contient la biblioth�que VNL du calcule num�rique, te c'est je dirai mieux que MATLAB en traitement (relativement) des matrices. C'est tr�s int�ressant.

ta aussi la biblioth�que armadillo qui a priori pr�tent �tre mieux que Matlab mais que je n'ai pas encore tester.

bonne courage

Merci pour ces retours,
Je regarde avec d�tails ces packages.

Gian

Dommage, Matlab est quand m�me fait pour �a ... peux-t-on vraiment esp�rer faire mieux ? :zoubi:


Je t'invite � consulter le paragraphe Alternatives - si tu ne l'as pas d�j� fait - de la page Wikipedia de Matlab on te cite quelques biblioth�ques qui peuvent s'interfacer en C/C++

Si tes matrices sont grandes, que tes traitements sont ind�pendants et que tu ex�cutes ton calcul sur du multi-coeur, tu peux envisager de parall�liser tes calculs avec des threads (peux-�tre cela se fait-il aussi sous Matlab ?).

On peut esp�rer faire mieux si un prog Matlab contient un grand nombre de boucles imbriqu�es non r�ductibles � du traitement matriciel (ce qui est mon cas).
Mais une seule facon d'�tre sur, impl�menter le code! :)

Quelques questions suppl�mentaires : Tes matrices ont-elles une structure particuli�re (creuses ? Triangulaires ? Diagonales ? Autre ?). Est-ce que les travaux sur les diff�rentes donn�es sont assez ind�pendants les uns des autres, ou bien est-ce que tout agit sur tout se croisant dans tous les sens (si tu as un pipeline, peut-�tre une bonne solution est de regarder du c�t� de ton GPU, mais je ne ma�trise pas ce domaine).

De ce que tu dis de ton probl�me (�l�ments entiers, voisinage...), je vois plus quelque-chose du c�t� traitement d'image que du c�t� matriciel au sens math�matique du terme. Si je me trompe, eigen est une biblioth�que de matrice dont j'ai entendu parler.

En tout cas, je pense que quasiment tout sera pr�f�rable � une solution � base de matrice [n][n] ou int** matrice :)

Eh bien merci pour ces retours!
Mes matrices sont communes (matrices carr�es de r�els), peut-�tre l'une d'entre elle est creuse, mais les autres non.
Les travaux sur les donn�es sont assez ind�pendant les uns des autres.

Pour l'instant mon choix se porte sur Armadillo, en esp�rant que ce soit assez facile � utiliser... (je suis novice en C++). :]