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Besserer Algorithmus ohne Schleife?
 

StV0l
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 09:49     Titel: Besserer Algorithmus ohne Schleife?
  Antworten mit Zitat      
Hallo zusammen,
für eine Matlab-Übungsaufgabe im Studium sollen wir eine Textdatei einlesen und und die Häufigkeit der Buchstaben angeben (nur a-z, Groß-klein egal). Im Prinzip alles kein Problem. Folgende Lösung habe ich:
Code:

fileId = fopen('Text.txt');
charArray =  double(lower(fread(fileId,'*char')));
verteilung = zeros(2,26);
verteilung(1,1:26) = 'a':'z';

for kk=1:26
    sprachverteilung(2,kk) = length(find(firstword == sprachverteilung(1,kk)));
end
 

Unser Prof. weist uns immer darauf hin, dass es bei Matlab wichtig ist "vektoriell" zu denken und Schleifen so weit wie möglich zu vermeiden. Deswegen meine Frage: lässt sich diese for-Schleife noch irgendwie eliminieren?
Bin gespannt auf eure Ideen!

Stephanus
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Jan S
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:11     Titel: Re: Besserer Algorithmus ohne Schleife?
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Hallo StV0l,

Ein paar Tipps:
Code:
% charArray =  double(lower(fread(fileId,'*char')));
charArray = lower(fread(fileId, 'char'));  % Kein "double()" nötig mit "char"
verteilung = zeros(1, 26);

for kk = 1:26
    verteilung(kk) = sum(charArray == verteilung(kk));
end

Es gab in Deinem Code "verteilung" und "sprachverteilung", sowie "charArray" und "firstword". Ich vermute hier ist estwas mit den Namen durcheinander gekommen.

Schaue Dir mal an: "help histc".

Gruß, Jan
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StV0l
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:20     Titel:
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Danke für die Schnelle Antwort.
Sorry für die Namensdreher. Die sind erst hier beim Einfügen entstanden, als ich versucht habe den Variablen bessere "telling-names" zu geben. Da hab ich wohl einige übersehen.
Danke für den Hinweis mit double.

Die Mehrzeilige Ergebnismatrix hatte ich gewählt, weil es später die Möglichkeit geben soll auch mehret Dateien zu analysieren und diese dann miteinander zu vergleichen. Jede Datei sollte dann in einer eigenen Zeile stehen. Mir leuchtet aber ein, dass ich mir die "Kopfzeile" sparen kann.

Ich geh nun aber davon aus, dass sich die for-Schleife aber nicht vermeiden lässt!?

Vielen Dank!
Stephanus
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Titus
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:27     Titel:
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Hallo,

ja und nein: es könnte sein, dass sich die Schleife durch ein unlesbares Konstrukt ersetzen lässt.
Auch wenn Dein Prof. vollkommen recht hat, Operationen z.B. auf Matrizen möglichst ohne Schleifen sondern in vektorieller Form durchzuführen, ist dies einer der Fälle, wo definitiv eine saubere, gut lesbare Schleife vorzuziehen ist. Insbesondere, da wir es ja doch mit einer überschaubaren Anzahl Iterationen zu tun haben Wink.

Titus
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StV0l
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:30     Titel: Lösung von Jan funktioniert nicht
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Hallo nochmal,
leider funktioniert die Lösung von Jan doch nicht. Und zwar stehen nach
Code:
charArray = lower(fread(fileId, 'char'));

in diesem Vektor ja die Ascii-Werte. also von 97 bis 122. Die sind dann natürlich nicht mit meiner Laufvariablen vereinbar. Meine Idee wäre das charArray einfach elementweise -96 zu rechnen. Wäre das performant?

Stephanus
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Jan S
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:43     Titel: Re: Lösung von Jan funktioniert nicht
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Hallo StV0l,

Die Orginalzeile "double(lower(fread(fileId,'*char')))" wandelt allerdings auch in die ASCII-Werte um.
Das Lesen von der Platte benötigt etwas in der Größen-Ordnung von zehntel Sekunden, die Subtraktion von 96 für mittelgroße Vektoren von einer Millionen Zeichen eher tausendstel Sekunden.

Am effizientesten wäre es, wenn FREAD gleich in das Format konvertiert, mit dem Du später arbeitest.

Es geht ohne Schleifen mit dem bereits erwähnten HISTC-Befehl, der genau solche Histogramme extrem effizient erstellt.

Gruß, Jan
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StV0l
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 10:56     Titel: Zeitmessung zwei Varianten
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Hallo,

Hab jetzt mal beide Varianten mit und ohne Schleife ausprobiert:
Code:

tic;
fileId = fopen('Deutsch.txt');
charArray = lower(fread(fileId, 'char'))-96;
verteilung = zeros(1, 26);

%Variante 1: tic-toc ergibt ca. 0.016 sekunden
bar(histc(charArray,[1:26]))

%Variante 2: tic-toc ergibt ca. 0.018 Sekunden
for kk = 1:26
    verteilung(kk) = sum(charArray == kk);
end
bar(verteilung)
toc;
 


Das Textdokument hat 12206 Zeichen. Schleife und histc nehmen sich fast nix. Danke für die guten Ideen.
Auch wenn es hier gar nicht auf Performance ankam ist es spannend zu sehen, was so geht und ich bin begeistert von den schnellen Antworten. Werd mich jetzt wohl öfter hier melden... Wink

Gruß,
Stephanus
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Jan S
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 12:39     Titel: Re: Zeitmessung zwei Varianten
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HAllo StV0l,

Man benötigt bei "1:26" übrigens keine zusätzlichen eckigen Klammern: Da ist bereits ein Vektor.

Die fast gleiche Laufzeit liegt wohl daran, dass BAR die meiste Zeit benötigt.
Gruß, Jan
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StV0l
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     Beitrag Verfasst am: 06.06.2013, 12:42     Titel: Laufzeit
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Hallo Jan,

genau, das mit der Laufzeit stimmt. Ohne bar() ist histc() wesentlich schneller. Deswegen habe ich auch diese Variante genommen.

Stephanus
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