Функция MATLAB: улучшение скорости/производительности кода

Question

Я пытаюсь написать функцию (см. Код ниже), которая создаст список аэропортов, в которых вылетело или прибыло более 1000 рейсов, затем укажите вектор, содержащий индексы каждого из этих аэропортов в формате (x, y). Как аэропорт, так и данные по полету размещаются в отдельных структурах размером 1x6267 и 1x136010 соответственно, и каждый аэропорт и рейс имеют уникальный идентификационный номер, соответствующий его столбцу в структуре. Несмотря на то, что код, который я написал, успешно идентифицирует все аэропорты с более 1000 комбинированных прилетов/вылетов, функция выполняет почти 20 минут для выполнения и предоставляет только идентификационные номера аэропортов, а не их показатели в структуре аэропортов. Какие изменения мне необходимо внести в код, чтобы получить его время работы менее 5 минут и как я могу создать вектор индексов (x, y) для аэропортов? Любая помощь будет принята с благодарностью! Благодаря!

P.S. Я довольно новичок в MATLAB, поэтому заранее извиняюсь, если эти вопросы кажутся глупыми или очевидными.

function list = Problem10(flights, aircraft, airlines, airports) 
a=zeros(1,(length(airports))); 
for id=1:length(airports) 
    a(id)= FlightsToFrom(flights, id); 
end 
a(a==0) = []; 
[list]=[sort(a)] 
end 

function tofrom = FlightsToFrom(flights, ID) 
sum=0; 
for ii=1:length(flights) 
    if (isequal (flights(1,ii).from_id, ID))||(isequal (flights(1,ii).to_id, ID)) 
     sum=sum+1; 
     if sum > 1000 
      break; 
     end 
    end 
end 
if sum <=1000 
    tofrom=0; 
else 
    tofrom=ID; 
end 
end 

Вот некоторые примеры того, что база данных выглядит/ведет себя как:

(In Workspace) 
airports <1x6267 struct> 
aircraft <1x384 struct> 
airlines <1x1559 struct> 
flights <1x136010 struct> 

(Inside of struct) 
flights(1,6) <1x1 struct> 
**Field**  **Value** 
airline_id 60 
from_id  967 
to_id   6252 
aircraft_id 18 
distance  32 
airtime  19 
passengers 0 
month   1 

flights(1,6).from_id <1x1 double> 
967 


airport(1,176) <1x1 struct> 
**Field**  **Value** 
code   'AEX' 
name   'Alexandria, LA: Alexandria International' 

airport(1,176).name <1x40 char> 
'Alexandria, LA: Alexandria International' 

(In Command Window) 

>> airports (2866) 

ans = 

    code: 'LAX' 
    name: 'Los Angeles, CA: Los Angeles International' 

>> airports (1, 2866) 

ans = 

    code: 'LAX' 
    name: 'Los Angeles, CA: Los Angeles International' 

>> airports (4703) 

ans = 

    code: 'SEA' 
    name: 'Seattle, WA: Seattle/Tacoma International' 

>> airports (1, 4703) 

ans = 

    code: 'SEA' 
    name: 'Seattle, WA: Seattle/Tacoma International' 

>> flights (4736) 

ans = 

    airline_id: 31 
     from_id: 1635 
      to_id: 1062 
    aircraft_id: 194 
     distance: 118 
     airtime: 1792 
    passengers: 1657 
      month: 1 

>> flights (1, 4736) 

ans = 

    airline_id: 31 
     from_id: 1635 
      to_id: 1062 
    aircraft_id: 194 
     distance: 118 
     airtime: 1792 
    passengers: 1657 
      month: 1 

>> flights(1,7369).to_id 

ans = 

    830 

>> flights(1,7369).from_id 

ans = 

     1047 

Answer 1

Вся ваша FlightsToFrom() функции может быть полностью векторизация, что приводит к следующему (с несколькими дополнительными небольшими улучшениями):

function a = Problem10(flights, aircraft, airlines, airports) 
    numAirports = length(airports); 
    a(numAirports) = 0; % preallocate: faster than zeros() 
    from_ids = [flights.from_id]; 
    to_ids = [flights.to_id]; 
    for id = 1 : numAirports 
     a(id) = id * (sum(from_ids==id | to_ids==id) > 1000); 
    end 
    a(~a) = []; 
    %a = sort(a); % unnecessary - a is already sorted at this stage, by ascending ID! 
end 

Это, вероятно, может быть дополнительно Векторизованным, но я думаю, что в результате убыстрение от только этих небольших изменений должно быть достаточно, чтобы сделать какие-либо дальнейшие инвестиции в настройку производительности академической, а не практической.

Answer 2

Чтобы ускорить, я хотел бы предложить

function tofrom = FlightsToFrom(flights, ID) 
assert(~exist('sum','var')) 
nflights=sum([flights.fromId]==ID)+sum([flights.toId]==ID); 
if nflights <=1000 
    tofrom=0; 
else 
    tofrom=ID; 
end 
end 

Для вашего второго вопроса, то как аэропорты выглядят как? В настоящее время вы используете свой индекс цикла, это идентично идентификатору аэропорта?

Если возможно, укажите некоторые данные примера. Например такая пайса коды для генерации случайных входных данных, который соответствует вашему реальному данные:

numOfAirports=100 
numOfFlights=10000 
for idx=1:numOfFlights 
    flights(idx).fromId=randi(numOfAirports);flights(idx).toId=randi(numOfAirports); 
end 

Answer 3

Что занимает много времени в вашем коде зацикливается всем список полета 6267 раз, как вы вызываете функцию FlightsToFrom для каждого аэропорт ... Если вы сможете решить это всего за один проход через рейсы, программа будет работать в 6267 раз быстрее, что составляет долю секунды. Я не совсем уверен, что вы подразумеваете под «вектором индексов x, y для аэропортов» - что должен содержать этот вектор? В любом случае, вы могли бы сделать зацикливание по крайней мере, таким образом:

a=zeros(length(airports),length(airports)); 
for id = 1:length(flights) 
    a[flights(1,id).from_id, flights(1,id).to_id] = a[flights(1,id).from_id, flights(1,id).to_id] + 1; 
end 

В конце этого a представляет собой матрицу, которая содержит несколько раз полем происходившие из разных аэропортов. Например. [5,6] будет число раз, когда был рейс из аэропорта 5 в аэропорт 6. Затем вы можете делать материал в этой матрице с помощью встроенных функций MATLAB, например.

[row, col] = find(a>1000); 

даст вам координаты от/до рейсов, которые произошли более 1000 раз.

highdepartures = find(sum(a,1)>1000)); 
highdarrivals = find(sum(a,2)>1000)); 

даст вам список координатов аэропортов с наибольшим количеством вылетов/заездов, соответственно.