分配在用Cython numpy的数据的图(Assigning numpy data in cyth

2019-10-20 04:29发布

我想linalg反函数(la.inv)的输出分配给用Cython视图。 不幸的是,这并不工作。 我总是可以la.inv()的输出分配到一个临时ndarray对象,然后其内容复制到视图。

有没有更好的方式来做到这一点。

cpdef int testfunc1(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A,
                    double [:,:] B) except -1:

    print("inverse of A:", la.inv(A))
    if np.isnan(A).any():
        return -1
    else:
        B = la.inv(A)
        return 1


cpdef int testfunc2(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A) except -1:
    cdef long p = np.shape(A)[0], status
    cdef B = np.zeros(shape=(p, p), dtype=float)
    cdef double[:,:] BView = B
    print("before inverse. B: ", B)
    status = testfunc1(A, BView)
    print("after inverse. B: ", B)
    if status == -1:
        return -1
    else:
        return 1

输出:

A = np.random.ranf(4).reshape(2, 2)
        status = testfunc2(A)
        if status == -1:
            raise ValueError("nan cell.")
        else:
            print("pass")

('before inverse. B: ', array([[ 0.,  0.],
       [ 0.,  0.]]))
('inverse of A:', array([[ 4.4407987 , -0.10307341],
       [-2.26088593,  1.19604499]]))
('after inverse. B: ', array([[ 0.,  0.],
       [ 0.,  0.]]))

Answer 1:

您可以创建将接收值的临时缓冲区la.inv()然后填充内存视图:

import numpy as np
cimport numpy as np
import numpy.linalg as la

cpdef int testfunc1(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A,
                    double [:,:] B) except -1:
    cdef np.ndarray[np.float_t, ndim=2] buff
    cdef int i, j

    print("inverse of A:", la.inv(A))
    if np.isnan(A).any():
        return -1
    else:
        buff = la.inv(A)
        for i in range(buff.shape[0]):
            for j in range(buff.shape[1]):
                B[i, j] = buff[i, j]
        return 1

cpdef int testfunc2(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A) except -1:
    cdef long p = np.shape(A)[0], status
    cdef B = np.zeros(shape=(p, p), dtype=float)
    cdef double[:,:] BView = B
    print("before inverse. B: ", B)
    status = testfunc1(A, BView)
    print("after inverse. B: ", B)
    if status == -1:
        return -1
    else:
        return 1

正如@MrE指出的那样,你可以使用np.copyto()如果使用np.ndarray代替MemoryView:

cpdef int testfunc1(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A,
                    np.ndarray[np.float_t, ndim=2] B) except -1:
    cdef int i, j
    print("inverse of A:", la.inv(A))
    if np.isnan(A).any():
        return -1
    else:
        np.copyto(B, la.inv(A))
        return 1

cpdef int testfunc2(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A) except -1:
    cdef long p = np.shape(A)[0], status
    cdef np.ndarray[np.float_t, ndim=2] B, BView
    B = np.zeros(shape=(p, p), dtype=float)
    BView = B
    print("before inverse. B: ", B)
    status = testfunc1(A, BView)
    print("after inverse. B: ", B)
    if status == -1:
        return -1
    else:
        return 1


Answer 2:

这不是由观点或用Cython造成的。 B = la.inv(A)创建新的数组,并给出它的名字B在的范围testfunc1 。 这并不影响名为数组Btestfunc2

要知道,你的代码,其中繁重由NumPy的功能完成的,是不可能从用Cython受益。

使这项工作的方法之一是要做到:

np.copyto(B, la.inv(A))

testfunc1 。 @SaulloCastro提到,这个简化版,工作用Cython为B具有记忆视图类型,但是你可以让它通过声明参数工作B作为ndarray(不知道这一点)。 否则,没有用Cython:

>>> import numpy as np
>>> X = np.zeros((5, 5))
>>> B = X[:3, :3]
>>> A = np.ones((3, 3))
>>> np.copyto(B, A)
>>> X
array([[ 1.,  1.,  1.,  0.,  0.],
       [ 1.,  1.,  1.,  0.,  0.],
       [ 1.,  1.,  1.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.],
       [ 0.,  0.,  0.,  0.,  0.]])
>>> 


Answer 3:

如果创建一个mememoryview la.inv(A)我可以执行1个步骤,并推测高效,memoryview到memoryview副本:

cpdef int testfunc1c(np.ndarray[np.float_t, ndim=2] A,
                    double [:,:] BView) except -1:
    cdef double[:,:] CView
    print("inverse of A:", la.inv(A))
    if np.isnan(A).any():
        return -1
    else:
        CView = la.inv(A)
        BView[...] = CView
        return 1

生产:

In [4]: so23827902.testfunc2(A)
('before inverse. B: ', array([[ 0.,  0.],
       [ 0.,  0.]]))
('inverse of A:', array([[ 1.04082818, -0.14530117],
       [-0.24050511,  1.13292585]]))
('after inverse. B: ', array([[ 1.04082818, -0.14530117],
       [-0.24050511,  1.13292585]]))
Out[4]: 1

我猜的对memoryview副本会更快,但样本阵列是有意义的时间测试太小。

我测试此作为响应的一部分https://stackoverflow.com/a/30418448/901925


Python可以重新分配该data的阵列的缓冲液(尽管会存在一些风险):

B = np.zeros_like(A)
C = la.inv(A)
B.data = C.data

cython期间使用此语句编译阶段引发了不安全的指针错误。

通过例子我找到了灵感https://stackoverflow.com/a/28855962/901925使用np.PyArray_SimpleNewFromData ,我尝试使用其他PyArray...功能做同样的base重新分配:

np.PyArray_SetBaseObject(B, np.PyArray_BASE(la.inv(A)))

目前,我试图解决一个AttributeError: 'module' object has no attribute 'PyArray_SetBaseObject'的错误。



文章来源: Assigning numpy data in cython to a view