Кодирование с векторами с использованием фреймворка Accelerate

Question

Я впервые играю со средой Accelerate с целью внедрения некоторого векторизованного кода в приложение iOS. Я никогда не пытался что-либо делать в отношении работы с векторами в Objective C или C. Имея некоторый опыт работы с MATLAB, я задаюсь вопросом, действительно ли использование Accelerate является гораздо большей болью. Предположим, я хотел бы рассчитать следующее:

b = 4*(sin(a/2))^2 где а и б - векторы.

Код MATLAB:

a = 1:4;
b = 4*(sin(a/2)).^2;

Однако, как я вижу после некоторого разбора документации, с помощью Accelerate все обстоит иначе.

Моя реализация C:

float a[4]  = {1,2,3,4};                        //define a
int len     = 4;
float div   = 2;                                //define 2
float a2[len];                                  //define intermediate result 1
vDSP_vsdiv(a, 1, &div, a2, 1, len);             //divide
float sinResult[len];                           //define intermediate result 2
vvsinf(sinResult, a2, &len);                    //take sine
float sqResult[len];                            //square the result
vDSP_vsq(sinResult, 1, sqResult, 1, len);       //take square
float factor = 4;                               //multiply all this by four
float b[len];                                   //define answer vector
vDSP_vsmul(sqResult, 1, &factor, b, 1, len);    //multiply

//unset all variables I didn't actually need

Честно говоря, я не знаю, что здесь хуже: отслеживать все промежуточные шаги, пытаться запомнить, как аргументы передаются в vDSP по отношению к VecLib (совсем по-другому), или что для выполнения чего-то довольно тривиального требуется так много времени.

Я действительно надеюсь, что что-то здесь упущено, и что большинство шагов можно объединить или сократить. Любые рекомендации по ресурсам кодирования, хорошим навыкам кодирования (усвоенные трудным путем или из книги) и т. Д. Будут приветствоваться! Как вы все имеете дело с несколькими строками векторных расчетов?

Answer 1

Я думаю, вы могли бы написать это так, но мне это кажется очень сложным. Мне это нравится больше (специфично для intel, но его легко абстрагировать для других архитектур):

#include <Accelerate/Accelerate.h>
#include <immintrin.h>

const __m128 a = {1,2,3,4};
const __m128 sina2 = vsinf(a*_mm_set1_ps(0.5));
const __m128 b = _mm_set1_ps(4)*sina2*sina2;

Кроме того, просто чтобы быть педантичным, то, что вы делаете здесь, не является линейной алгеброй. Линейная алгебра включает в себя только линейные операции (без возведения в квадрат, без трансцендентных операций, таких как sin).

---

Изменить: как вы заметили, выше не будет работать из коробки на iOS; самая большая проблема в том, что нет vsinf (vMathLib недоступен в Ускорении на iOS). У меня не установлен SDK на моей машине для тестирования, но я считаю, что что-то вроде следующего должно работать:

#include <Accelerate/Accelerate.h>

const vFloat a = {1, 2, 3, 4};
const vFloat a2 = a*(vFloat){0.5,0.5,0.5,0.5};
const int n = 4;
vFloat sina2;
vvsinf((float *)&sina2, (const float *)&a, &n);
const vFloat b = sina2*sina2*(vFloat){4,4,4,4};

Не так красиво, как это возможно с vMathLib, но все же довольно компактно.

В общем, многие основные арифметические операции над векторами просто работают; нет необходимости использовать вызовы для какой-либо библиотеки, поэтому Accelerate не изо всех сил старается обеспечить чистоту этих операций. Вместо этого Accelerate обычно пытается предоставить операции, которые не могут быть немедленно доступны другими средствами.

Answer 2

Чтобы ответить на мой собственный вопрос: В iOS 6 будет представлена ​​vMathLib. Как пояснил Стивен, vMathLib уже можно было использовать в OSX, но он не был доступен в iOS. До сих пор.

Функции, предоставляемые vMathLib, позволят упростить векторные вычисления.