arrays - 在索引处增加 StaticVector

Question

我想将位置 i 处的静态数组 A 增加 x。如果它是一个可变数组，我只会执行A[i] += x。但由于它是 StaticArray，我需要创建一个新的。但是，如果我新的 A 的大小，那么我会做类似的事情

A = A + @SVector [0,0,x]

并且每个i都有一个分支。但在本例中，SVector 是用户输入，因此我只能使用类型信息提前知道。我不想让我的核心逻辑全部成为一个生成函数来处理这个问题，所以我希望有一个简单的解决方案，或者这可能需要一个 @ generated 辅助函数。

请注意，此问题相当于创建一个 @SVector，其在位置 i 处具有值 x，但其他位置为零。如果有一个简单的方法可以做到这一点，那么我的问题也解决了。

Answer 1

使用 array comprehensions 的简单方法将会是

Julia > k = 4
4

julia> @SVector [i == k？ 1.0 : 0 对于 i 在 1:5]
5 元素 SVector{10,Float64}:
0.0
0.0
0.0
1.0
0.0


这是您在阅读StaticArrays.jl时可以采取的良好的第一步。自述文件的“快速入门”部分。

但是，我们在 Julia 中非常关心 type stability和通用代码，因为:

1. 函数的类型稳定性让编译器优化 -> 速度
2. 可以利用multiple dispatch以强大的方式重用和扩展代码。

所以更朱利安的方法是使用

julia> 函数increment_value(A::SVector{L,T},x,k) 其中{L,T}
_A = [i == k ? x : 1:L 中的 i 为零(x)]
A+_A
结尾


Julia > A = @SVector [0, 0, 0, 0, 10]
5 元素 SVector{5,Int64}:
0
0
0
0
10


Julia > 增量值(A,5,2)
5 元素 SVector{5,Int64}:
0
5
0
0
10


但是，我们的最终答案应该包括一种避免额外变量分配的方法，并利用一些 compiler pipelining使用方便的 ifelse 函数:

`julia> 使用 StaticArrays、BenchmarkTools

julia> 函数increment_value(A::SVector{L,T}, x,k) 其中 {T,L}
SVector(ntuple(i->ifelse(i == k, A[i]+x, A[i]), Val{L}))
结尾
increment_value(具有 1 个方法的通用函数)


Julia > a = @SVector [ 1, 2, 3, 4, 5]
5 元素 SVector{5,Int64}:
1
2
3
4
5


Julia > @benchmarkincrement_value($a,$3,$5)
BenchmarkTools.试用版:
内存估计:0 字节
分配估计:0

最短时间:3.178 ns (0.00% GC)
中位时间:3.285 ns (0.00% GC)
平均时间:3.293 ns (0.00% GC)
最大时间:13.620 ns (0.00% GC)
sample :10000
评估/样本:1000