011 MATLAB进阶笔记：告别for循环，走向新巅峰

2015-12-8

最近在参加一个数学建模比赛，关于复杂网络的（ 002C语言 验证无标度网络的幂律定律、004C语言 实现小世界网络）。想到之前已经对复杂网络有所接触，这次虽不敢说胸有成竹，但至少努力了就会有所收获！

抛开题目不谈（毕竟还没多少思路），今天做了一些基本工作（毕竟现在的水平也就这速度！！），即分析网络的基本特征，即平均路径、聚类系数、度分布等。由于最近在学习MATLAB编程，这一次还是选择了MATLAB来处理（其实我也想用igraph、Pajek等听起来牛X哄哄的工具的，奈何之前没学，临时学时间有限），所以默默的坚守在了MATLAB。

由于刚刚从C语言转型到matlab，一些C语言编程的‘恶习’还是改不掉，比如不断地for loops;看看比如写无标度网络，不过这就是C语言：接近底层，大多数细节都要你自己实现。不过既然转战MATLAB了，怎么还能那么土里土气，随便一下就来个for循环，像这样：

甚至用了matlab还这样

不像话啊，今天一开始还是一直在用for循环，但考虑到这是比赛，而且数据本来就很大（其中两个社会结构的网络已经把我的电脑跑崩了），所以大刀阔斧的进行了一番改进，先贴上改完后的代码（当然也只是才写了一点点）

 clc, clear ticsource = input('input filename\n');Con =  load(source);%turn to matrixConNum = length(Con);%get number of connectionsConMap = unique(Con);%reset identifierConMapNum = length(ConMap);%number of nodesNewCon = zeros(ConNum, 2);<span style="color:#ff0000;">for i=1:ConMapNum    NewCon(Con==ConMap(i))=i;end</span>clear Con;<span style="color:#ff0000;">Logic = NewCon(:,1)>NewCon(:,2);temp = NewCon(Logic,2);NewCon(Logic,2) = NewCon(Logic,1);NewCon(Logic,1) = temp;NewCon = sortrows(NewCon, 1);</span>clear temp;clear Logic;%test passedSpMatrix = sparse(1:ConMapNum, 1:ConMapNum, 0);%initial sparse matrix<span style="color:#ff0000;">SpMatrix(sub2ind(size(SpMatrix), NewCon(:,2),NewCon(:,1))) = 1;</span>Paths = graphallshortestpaths(SpMatrix, 'directed', false);temp = tril(Paths);temp(isnan(temp)) = 0;D = max(max(temp));%diamaterSum = sum(nonzeros(temp));L = Sum/nchoosek(ConMapNum, 2);toc

在来揭露一下他们原来的熊样：

1、

for i=1:ConMapNum    NewCon(Con==ConMap(i))=i;end

他们原来是这样的：

for i=1:ConNum    for j=1:2        for k=1:ConMapNum            if ConMap(k)==Con(i, j)                NewCon(i, j) = k;             end        end    endend

这么多嵌套不忍直视！

不过神奇的matlab编辑器还提醒我继续优化，

于是最后成了这样：

for i=1:ConMapNum    NewCon(Con==ConMap(i))=i;end

2、

Logic = NewCon(:,1)>NewCon(:,2);temp = NewCon(Logic,2);NewCon(Logic,2) = NewCon(Logic,1);NewCon(Logic,1) = temp;

他们原来是这样的：

for i=1:ConNum    if NewCon(i, 1)>NewCon(i,2)        temp = NewCon(i,2);        NewCon(i,2) = NewCon(i,1);        NewCon(i,1) = temp;    endend

3、

SpMatrix(sub2ind(size(SpMatrix), NewCon(:,2),NewCon(:,1))) = 1;

它原来是这样的：

for i=1:ConNum    SpMatrix(NewCon(i,2), NewCon(i,1)) = 1;end

MATLAB甚至直接的表达了对我的鄙视：

不过之前C语言虽然复杂，但是是自己的一些内建函数的理解更加容易，比如：

SpMatrix(sub2ind(size(SpMatrix), NewCon(:,2),NewCon(:,1))) = 1;

和C语言用指针p定位数组（i,j）位置为（p+i*N+j）有就很相似。

鉴于时间比较紧张，所有不对优化的具体细节及函数的解释作介绍，这部分有时间补上。

通过几个优化，避免了不少for循环，而且对于我现在处理的大型复杂网络来时，这种优化节省的时间是相当可观的，（有tic、toc为证！！）而这些函数的另也正是MATLAB的精髓之一，作为一门工具性的语言，MATLAB不善于进行for运算，也不需要进行for运算，更不应该进行过多的for运算。学语言学的因该是这门语言的核心思想，语言有多很多，自己也接触了不少（当然只是初窥门路），发现语法大底是相同的，主要是每种语言因为其目标的不同而形成的不同核心思想，就像用PHP写底层，用C语言写网站一样，显然是不科学的。。。。好像扯远了。

最后扯一句：世上有不绝的语言，愿你（是愿我）有不绝的心情，学啊学！！