MATLAB的numel和length函数的区别

Question

我知道length(x)返回x的最大尺寸，而numel(x)返回x中元素的总数，但对于一个1x n的数组，哪个更好呢？它们在这种情况下是否可以互换？

编辑：只是为了好玩：

看起来它们在性能上是相同的，直到你有100k个元素。

- Doresoom

Answer 1

对于一个长度为N的一维数组，它们本质上是相同的。但对于一个多维数组M，它们可能会给出不同的结果：

• numel(M) 等价于 prod(size(M))。
• length(M) 等价于 max(size(M))。如果M为空(即任意维度为0)，则length(M)为0。

- gnovice

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注意，如果x = ones(0,n); 则max(size(x)) --> n，而length(x) --> 0。 （翻译：当x为一个长度为0、元素全为1的行向量时，使用max(size(x))函数会返回n，而length(x)函数会返回0。） - brown.2179

Answer 2

在这种情况下，它们返回相同的结果，没有区别。就性能而言，这取决于MATLAB中数组的内部工作方式。例如，如果有有关数组中元素数量的元信息（无论形状如何），那么numel尽可能快，而max(size(x))似乎需要更多工作才能获得相同的结果（检索大小，然后找到其中最大的值）。在这种情况下，我习惯使用numel，但除了性能方面（假设说），我会说它们是可以互换的。

- ShinTakezou

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你说得对，就性能方面而言。我刚刚在 x=1:100000000 上运行了 100 次 numel 和 length 的测试，结果发现 numel 平均快了 3.0919 倍。不过对于较小的数组来说，这可能影响不大。 - Doresoom

现在我实际上对 numel/length 的性能与数组大小相比很感兴趣。 - Doresoom

在你的程序中，长度永远不会成为性能瓶颈！只有真正的性能改进才是重要的。对于其他情况，代码可读性很重要。 - Mikhail Poda

@Mikhail 这取决于情况。首先优化的是编写更好的算法，但避免不必要的操作也可以帮助提高速度；当然，没有理由去优化只执行一次的任何代码。（感谢 Doresoom 的测试，我只是对事情可能会变成什么做了一个假设）。我发现 numel 对于 1xN 数组可读性较高（的确，我发现当可用时 numel 更富有表现力，但这是主观的）。 - ShinTakezou

Answer 3

就像其他人所说，对于一维数组它们是相同的。

在我的观点中，从代码可读性的角度来看，应该在一维数组上使用length。这是关于“意图编程”的问题，您可以查看代码并理解程序员在构思他的工作时想要表达的内容。因此，当我看到numel时，我知道它用于矩阵。

length与numel是我们团队多年讨论的话题。以前的高级开发人员不关心代码的可读性，只关心工作是否完成，并仅在其他不易读取/格式化的代码中使用numel。而另一个人是数学家，只在数字数组上使用length，对于他来说这些是“真正的”数组。对于单元格数组和结构体数组，他使用numel。

- Mikhail Poda

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好的观点-相对于微小的性能提升，阅读性更佳。+1 - Doresoom

当我看到使用 NUMEL，我不会假设它是用于矩阵还是向量，我只会假设它是用于一个维度不重要、仅需要元素数量的对象。 - gnovice

我认为应该用变量名来指示一个对象是向量还是矩阵，而不是使用NUMEL或LENGTH来判断。 - gnovice

我能说什么呢，我就是这么懒 ;) 开玩笑，虽然微优化通常不值得，但我认为@ShinTakezou有一个有效的观点，即MATLAB的矩阵内部结构可能将元素数量存储为元信息；我发现了一个有趣但旧的新闻组帖子，研究了extern\include\matrix.h中找到的mxArray结构：http://groups.google.com/group/comp.soft-sys.matlab/browse_thread/thread/c241d8821fb90275 - Amro

在大多数情况下，您不应该需要知道变量是向量还是矩阵。即使您目前只考虑了一个向量，您的代码也应该像处理矩阵输入一样运行 - 无论是沿着特定维度操作、逐元素操作，还是因为行为未定义而失败。如果您重构代码，更有可能改变变量维度的假设，而不是传播旧的假设。 - Will