用 Matlab 寫 MEX 函數加速 vol.5

這一篇是我和朋友討論怎麼處理 3-dimension 的輸入
弄了一陣子, 我們討論出一個滿好用的 MACRO
可以把 (x, y, z) 轉成 array 的 index

<br /> TWO_D_INDEX(dim_x, dim_y, x, y)<br /> THREE_D_INDEX(dim_x, dim_y, dim_z, x, y, z)<br />

舉例來說, 有個 Matrix A 大小是 3x6
如果 A(3, 5) = 6
因為 C 語言的index從 0 開始, (3, 5) 轉到 C 語言變成 (2, 4)

把(2, 4) 轉成 data-array 的 index, 可以套用 TWO_D_INDEX() 這個 macro

<br /> TWO_D_INDEX(3, 6, 2, 4)<br /> dim_x dim_y x y<br />

把 MACRO 裡的運算看懂, 並且實際驗證
之後就不用煩惱這些麻煩的 index 轉換了


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另外這一篇 note 還有一個主題, 是取出 mxArray 裡的 dimension 資訊
mxArray 裡有兩個欄位, 分別記錄有幾個 dimension, 以及每個 dimension 的大小

轉成程式碼, 就是類似下面的操作...

<br /> // Input dimension processing<br /> input_num_of_dimensions = mxGetNumberOfDimensions(prhs[0]);<br /> input_dim = mxGetDimensions(prhs[0]);<br /><br /> // print dimension information<br /> printf("Number of dimensions of the input: %d\n", input_num_of_dimensions);<br /> for(i=0; i<input_num_of_dimensions; i++)<br /> printf("Length of dimension #%d is %d\n", i+1, input_dim[i]);<br />

為什麼要取出 dimension 的資料?
因為要把 (x, y, z) 轉成 data-Array index 時, 需要這些資料
所以這一小段程式碼是必要的


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最後是範例程式在做什麼

程式的輸入是一個 3-D matrix
印出 (desired_index_x, desired_index_y, desired_index_z)

<br /> int desired_index_x = 32 -1;<br /> int desired_index_y = 3 -1;<br /> int desired_index_z = 160 -1;<br />

每個數都減 1 的理由是 C 的 index 從 0 開始


餵給這個函數的輸入也有特別設計, 如下
<br />for i=1:32<br /> for j=1:3<br /> for k=1:16384<br /> input(i, j, k) = i + j*1000 + k*1000*1000;<br /> end<br /> end<br />end<br /><br />zzzzyyyyxxxx<br /> index-x<br /> index-y<br />index-z<br />


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<br />#include "mex.h"<br /><br />#include <math.h><br />#include <stdio.h><br /><br /><br />// Program test for input<br />// usage:<br />/*<br /> * MATLAB code<br />clear all;<br /><br />input = zeros(32, 3, 16384);<br /><br />for i=1:32<br /> for j=1:3<br /> for k=1:16384<br /> input(i, j, k) = i + j*1000 + k*1000*1000;<br /> end<br /> end<br />end<br />*/<br />// mex test4.c<br />// test4(input)<br />// note: type all commands above in Matlab Command Window<br /><br /><br />#define TWO_D_INDEX(d_x, d_y, x, y) (x + y*d_x)<br />#define THREE_D_INDEX(d_x, d_y, d_z, x, y, z) (x + y*d_x + z*d_x*d_y)<br /><br />void mexFunction(<br /> int nlhs, mxArray *plhs[],<br /> int nrhs, const mxArray *prhs[])<br />{<br /> int i, j, k;<br /><br /> // input<br /> int input_num_of_dimensions;<br /> int *input_dim;<br /> double *in; // pointer to process content of the input<br /><br /> int input_dim_x;<br /> int input_dim_y;<br /> int input_dim_z;<br /><br /> int desired_index_x = 32 -1;<br /> int desired_index_y = 3 -1;<br /> int desired_index_z = 160 -1;<br /> int index_desired;<br /><br /><br /> /* -------------------------------- */<br /><br /> /* NECESSARY: dimension & data pointer for input */<br /><br /> in = mxGetPr(prhs[0]); // get data pointer<br /><br /> // Input dimension processing<br /> input_num_of_dimensions = mxGetNumberOfDimensions(prhs[0]);<br /> input_dim = mxGetDimensions(prhs[0]);<br /><br /> // print dimension information<br /> printf("Number of dimensions of the input: %d\n", input_num_of_dimensions);<br /> for(i=0; i<input_num_of_dimensions; i++)<br /> printf("Length of dimension #%d is %d\n", i+1, input_dim[i]);<br /><br /> // specify the length of dimension x, y, and z<br /> input_dim_x = input_dim[0];<br /> input_dim_y = input_dim[1];<br /> input_dim_z = input_dim[2];<br /><br /> /* -------------------------------- */<br /><br /> index_desired = THREE_D_INDEX(<br /> input_dim_x, input_dim_y, input_dim_z,<br /> desired_index_x, desired_index_y, desired_index_z);<br /><br /> printf("%f\n", in[index_desired]);<br />}<br />