Developpez.com - Rubrique MATLAB

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Défi n°1 : Vecteur colonne ou vecteur ligne ?

Venez relever les défis MATLAB.

Le 2008-01-02 15:25:27, par Jerome Briot, Rédacteur/Modérateur
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Défi : créer une fonction qui, pour un vecteur donné, renvoie ce même vecteur, dans l'ordre inverse et dont chaque valeur est multipliée par 2.

Contrainte : la fonction doit être opérationnelle pour un vecteur colonne comme pour un vecteur ligne.

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La recherche dans la documentation MATLAB avec le mot-clé flip nous donne :
>> lookfor flip
FLIPDIM Flip matrix along specified dimension.
FLIPLR Flip matrix in left/right direction.
FLIPUD Flip matrix in up/down direction.
Il n'y a donc pas, a priori de fonction universelle, et il faut donc tester le type de vecteur en début de fonction, comme ceci :

Code : 
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function V=test(V)

if size(V,1)==1 % Vecteur ligne type V=[1 2 3]

   V = 2*fliplr(V);
   % ou
   % V = 2*flipdim(V,1);
 
else % Vecteur colonne type V=[1;2;3]

   V = 2*flipud(V);
   % ou
   % V = 2*flipdim(V,2);

end
Testons :
>> V=[1 2 3]

V =

1 2 3

>> W=test(V)

W =

6 4 2

>> V=[1;2;3]

V =

1
2
3

>> W=test(V)

W =

6
4
2
Tout est OK... mais est-il possible de faire plus court ?

Indice : solution en une ligne (déclaration de la fonction mise à part) :

Code : 
1
2
3
function W=test(V)

< Votre solution >
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Vous pouvez mettre vos solutions à la suite de ce message

  Discussion forum
19 commentaires
  • hanane78
    Membre régulier
    voici ma solution
    Code : 
    1
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    4
    function W= test (V)
W = 2*V(end:-1:1)
end
    le 15/01/2008 à 13:09
  • Jerome Briot
    Rédacteur/Modérateur
    Envoyé par hanane78
    voici ma solution
    Code : 
    1
    2
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    function W= test (V)
W = 2*V(end:-1:1)
end
    C'est en effet effectivement la solution. L'utilisation de l'indexage linéaire permet de s'affranchir de l'orientation du vecteur d'entrée.

    Ceci est relativement utile lorsque l'on développe un code prenant en argument d'entrée un vecteur.

    Dans ce cas, il y a trois solution :
    • soit on demande clairement à l'utilisateur de fournir un vecteur colonne ou un vecteur ligne.
    • soit on teste le type de vecteur en début de code.
    • soit on utilise l'indexage linéaire qui fonctionne aussi bien pour un vecteur colonne que pour un vecteur ligne.


    La dernière solution est donc la plus flexible

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    Question subsidiaire     :

    Est-il possible d'améliorer encore l'efficacité du code ci-dessus en trouvant un moyen de diviser par deux la quantité de mémoire utilisée par la fonction ?
    le 15/01/2008 à 14:01
  • mr_samurai
    Membre éprouvé
    Je me rend moi

    c'est quoi la solution ?
    le 17/01/2008 à 10:27
  • Jerome Briot
    Rédacteur/Modérateur
    J'ai oublié de préciser que cette optimisation de mémoire ne peut avoir lieu que si la fonction écrite précédemment est elle-même appelée dans une autre fonction plus globale.

    Indice : il existe trois façon d'appeler une fonction à l'intérieur d'une autre. C'est la technique la plus récente (MATLAB 7 et +) qui nous intéresse ici.

    Le contexte ici serait, par exemple, d'essayer d'optimiser un code qui renvoie un "Out of memory" pour le faire fonctionner. Donc avec un vecteur V de grande taille.
    le 17/01/2008 à 11:42
  • Jerome Briot
    Rédacteur/Modérateur
    Un dernier indice => http://blogs.mathworks.com/loren/200...ariable-scope/
    le 18/01/2008 à 9:10
  • paradize3
    Membre averti
    version iterative:

    Code : 
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    function b = test(a)

s = numel(a);
b = a;

i = 1;
while i <= s 
  b(i) = 2*a(s-i+1);
  i = i+1;
end;
    version recc:

    Code : 
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    function a = test(b)
    a = b;
    num_el = numel(b);
    
    toto(1);
      
    function toto(i)
        a(i) = b(num_el-i+1);
        
        if i <= num_el/2
            toto(i+1);
        end        
    end
end
    le 21/01/2008 à 4:28
  • Jerome Briot
    Rédacteur/Modérateur
    La seconde solution proposée utilise la bonne méthode... mais pas complètement. En effet, passer les éléments d'un vecteur un par un réduira la quantité de mémoire nécessaire, mais ralentira très certainement le code si la taille du vecteur augmente. Il nous faut donc trouver comment utiliser cette méthode avec le vecteur complet.

    Il existe bien trois façons d'appeler une fonction sous MATLAB :
    1. en l'écrivant dans une fichier m séparé
    2. en tant que sous-fonction dans une autre fonction
    3. en l'imbriquant dans une autre fonction (fonctions imbriquée - nested functions)


    C'est la dernière qui nous intéresse ici. L'avantage premier des fonctions imbriquées est de pouvoir aisément partager des variables entre elles sans utiliser de techniques de sauvegarde/chargement temporaire.

    Un autre avantage très intéressant est d'éviter la copie temporaire des variables en mémoire si on utilise les fonctions imbriquées sans argument.

    Dans l'exemple suivant, la fonction de la première question a été renommée en
    doubleflip_nf :

    Code : 
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    function test_nf

% Augmentez ou diminuez la valeur suivante en fonction 
% des capacités de votre configuration
n=15000000; 

V=rand(n,1);

disp(V([1 end])) % Pour vérification

doubleflip_nf;

disp(V([1 end])) % Pour vérification 

    function doubleflip_nf

        V = 2*V(end:-1:1);
        
    end

end
    Dans ce cas, V n'est pas dupliqué dans doubleflip_nf. Le code utilise donc deux fois moins de mémoire que celui de la première réponse.

    Plus d'information => http://blogs.mathworks.com/loren/200...ariable-scope/
    le 21/01/2008 à 8:48
  • paradize3
    Membre averti
    Si on cherche a ne pas garder de copie de l'ancienne valeur n'est-il pas mieux de faire:

    Code : 
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    9
    10
    
a = rand(1,1000);
a = test(a);

ou la function test est definie comme suit:

function W= test (V)
W = 2*V(end:-1:1)
end
    D'autre part j'aimerai juste clarifier que le passage d'un argument a une fonction n'implique pas directement la copie de celui-ci. La variable sera copiee que si necessaire puisque matlab implemente la strategie 'Copy-On-Write'.

    Finalement la methode proposee met (a mon avis) en avant une mauvaise pratique de programmation: en particulier la fonction s'applique a une certaine variable en particulier et est donc difficillement reutilisable.

    Norez encore qu'il y a d'autres facon de creer des fonctions a 'effet de bord'. Un bon example est la programmation orientee objet dans MATLAB.

    Salutations,

    Gregoire
    le 23/01/2008 à 0:45
  • Jerome Briot
    Rédacteur/Modérateur
    Envoyé par paradize3
    Si on cherche a ne pas garder de copie de l'ancienne valeur n'est-il pas mieux de faire:

    Code : 
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    10
    
a = rand(1,1000);
a = test(a);

ou la function test est definie comme suit:

function W= test (V)
W = 2*V(end:-1:1)
end
    La quantité de mémoire utilisée sera différente. Dans ce cas, le vecteur temporaire W ne "sert à rien" mais il utilise autant de mémoire que V. Si la taille de V est significative, cela peut entrainer des problèmes de mémoire, problème récurrent sous MATLAB.

    Envoyé par paradize3
    D'autre part j'aimerai juste clarifier que le passage d'un argument a une fonction n'implique pas directement la copie de celui-ci. La variable sera copiee que si necessaire puisque matlab implemente la strategie 'Copy-On-Write'.

    C'est exact. Le terme "V n'est pas dupliqué" dans mon précédent message est assez ambigu. J'aurais dû dire la "quantité de mémoire utilisée par les variables n'est pas doublée"

    Envoyé par paradize3
    Finalement la methode proposee met (a mon avis) en avant une mauvaise pratique de programmation: en particulier la fonction s'applique a une certaine variable en particulier et est donc difficillement reutilisable.
    La méthode décrite ici n'est pas une règle de programmation. Elle permet de contourner un problème particulier (Out of memory), elle s'applique donc bien à un cas particulier. Dans ce sens, elle est parfaitement "réutilisable". A noter, que ce n'est bien entendu pas la seule méthode disponible : Out of memory. Type HELP MEMORY for your options.

    Envoyé par paradize3
    Norez encore qu'il y a d'autres facon de creer des fonctions a 'effet de bord'. Un bon example est la programmation orientee objet dans MATLAB.
    Je ne me prononcerai pas sur ce point, n'ayant jamais utilisé la POO avec MATLAB. Les utilisateurs intéressés pourront consulter ces quelques liens :N'hésitez pas à continuer cette discussion
    le 23/01/2008 à 8:57
  • paradize3
    Membre averti
    Envoyé par Dut
    La quantité de mémoire utilisée sera différente. Dans ce cas, le vecteur temporaire W ne "sert à rien" mais il utilise autant de mémoire que V. Si la taille de V est significative, cela peut entrainer des problèmes de mémoire, problème récurrent sous MATLAB.

    je pensais que a = test(a) (meme variable d'entree que de sortie) resoudrai ce probleme? (je n'ai pas matlab sous la main pour confirmer)

    sur un autre sujet il me semble que faire v = w(end:-1:1) va allouer un tableau temporaire inutile de n elements: c'est l'intervale 'end:-1:1' . Je n'en suis pas 100% sur, peut-être que quelqu'un pourra confirmer.

    Comme je le comprends, en resumé lorsque qu'on écrit:
    Code : 
    1
    2
     
W = W(end:-1:1)
    où W est un vecteur de N éléments, la mémoire maximum (temporairement utilisée pour pouvoir executer cette instruction) est de:
    N (pour W) + N (pour la version temporaire de W, necessaire à l'execution de l'instruction) + N pour l'intervale = 3*N. Est-ce correct? Une version itérative permetterai une utilisation optimale de mémoire (N éléments).

    Salutations,

    Grégoire
    le 23/01/2008 à 11:01
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