Juliaで配列の最小値を計算する時はminよりminimumの方が圧倒的に速いです!!

配列内の数値の最小値を求める作業を大量にループさせるコードを書く場面があり、よく使われるminとminimumのどちらがパフォーマンスが良いかを調べたので、結果を記します。

Juliaで配列の最小値を求める方法

Juliaで配列の最小値を求める一番シンプルな方法は、以下の2つです:

• min関数を使う
• minimum関数を使う

min関数とminimum関数の使い方

# min関数 -> 引数に 「"配列"...」を入れる
arr = [4,6,99];
min(arr...) # -> 4
min([-5.3,2,0]...) # -> -5.3

# minimum関数 -> 引数に配列をそのまま入れる
minimum(arr) # -> 4
minimum([-5.3,2,0]) # -> -5.3

min関数よりminimum関数の方が圧倒的に速いです!

どちらを使えばよいか迷って、Juliaの実行時間などのパフォーマンスを計測するパッケージBenchmarkToolsを使って両関数の平均実行時間を調べたところ、min関数よりminimum関数の方が圧倒的に速いことが判明しました。

以下の実験は、100000個の成分を持つ配列bの最小値を求めるのにmin関数とminimum関数を使った時で実行時間を比較した実験です。

 b=rand(100000)
100000-element Vector{Float64}:
 0.07661649377719604
 0.646703517608999
 0.4972175634773961
 0.6893494999824146
 0.35158611763357195
 0.22027202802188928
 0.24586562304315396
 0.39476733772469186
 0.41141803903897145
 0.3037154094658425
 0.524003104541277
 0.6108319260559976
 0.3071612199107656
 ⋮
 0.2520123361632036
 0.5960248411447657
 0.8591244133447207
 0.15221420124967233
 0.48588096064056074
 0.9075623006011952
 0.5003984631658029
 0.5342887466969424
 0.16459541842781045
 0.7087452580959306
 0.3287200831830004
 0.31812125202785935

julia> using BenchmarkTools

julia> @benchmark minimum(b)
BenchmarkTools.Trial:
  memory estimate:  16 bytes
  allocs estimate:  1
  --------------
  minimum time:     64.000 μs (0.00% GC)
  median time:      66.400 μs (0.00% GC)
  mean time:        66.535 μs (0.00% GC)
  maximum time:     122.600 μs (0.00% GC)
  --------------
  samples:          10000
  evals/sample:     1

julia> @benchmark min(b...)
BenchmarkTools.Trial:
  memory estimate:  5.34 MiB
  allocs estimate:  200003
  --------------
  minimum time:     6.151 ms (0.00% GC)
  median time:      7.072 ms (0.00% GC)
  mean time:        8.086 ms (4.97% GC)
  maximum time:     18.408 ms (28.64% GC)
  --------------
  samples:          617
  evals/sample:     1

このように、minimum関数を使った時は平均時間わずか$66\mu$ sで済んだのに対して、min関数を使った場合は平均約8 msかかっています。その差は100倍以上です。

結論

以上より、配列の最小値を求めるときは、基本的にminimum関数を使うと良いでしょう。