Julia

Question

考虑这段代码摘录：

q = zeros(5,5);
x = rand(5,5);
function testFunc!(n, q, x)
    for i = 1:n
        q .= x.^2;
    end
end

我初始化 q 并通过就地赋值函数更新 q 中的值。无论我如何选择 n，分配的数量都是恒定的，因为我没有创建任何新东西。

但是，有没有办法编写一个名为 testFunc2 的函数，如下所示：

q = zeros(5,5)
x = rand(5,5);
q = testFunc2(n, x)

这样内存分配对于n是不变的。

我知道这看起来很傻，但在我的实际代码中，我有许多类似于 q 的变量，并且我有一个循环在每次迭代时更新它们。我不希望代码占用过多的内存。如果我写一个看起来像 testFunc2(n, x, q1, q2, q3, q4) 的函数，它在语法上看起来会很麻烦。因此，我希望能够拥有 q1, q2, q3, q4 = testFunc2(n, x) 而不必担心内存。

Answer 1

我不确定 q1, q2, q3, q4 = testFunc2(n, x) 看起来是否比 testFunc2!(n, x, q1, q2, q3, q4) 好得多，但您可以使用这样的宏进行这种类型的转换：

macro wrap(ex)
    outputs = ex.args[1].args
    ex.args[2].args[1] = Symbol(ex.args[2].args[1], "!")
    append!(ex.args[2].args, outputs)
    esc(ex)
end

扩展

@wrap q1, q2, q3, q4 = testFunc2(n, x)

进入

(q1, q2, q3, q4) = testFunc2!(n, x, q1, q2, q3, q4)

Answer 2

如果我没理解错的话，最简单的方法就是使用闭包：

let 
   q1 = similar(q)
   q2 = similar(q)
   global function testFunc2(n, x)
       for i = 1:n
          q1 .= x.^2
          q2 .= x.^2
       end
       return q1, q2
   end
end

julia> @btime testFunc2(10, $x)
  786.000 ns (0 allocations: 0 bytes)

julia> @btime testFunc2(100, $x)
  7.476 μs (0 allocations: 0 bytes)

正如@Liso 在下面的评论中所指出的，如果我们不尝试在调用之间共享相同的内存，则应该返回副本，例如return copy(q1), copy(q2) 而不是 return q1, q2，那么我们仍然会得到常量内存分配：

@btime testFunc2(10, $x)
  821.684 ns (3 allocations: 704 bytes)

@btime testFunc2(100, $x)
  7.326 μs (3 allocations: 704 bytes)

反正选择哪种方法要看对应的用例，functor是比较灵活的选择。

Julia - 有没有办法让这个就地赋值函数看起来更好

Julia - Is there a way to make this in-place assignment function look better

allocation