Question

我有以下.pyx代码：

import cython
@cython.boundscheck(False)
@cython.cdivision(True)
@cython.wraparound(False)
def f(m):
  cdef int n = len(m)/2
  cdef int j, k
  z = [[0]*(n+1) for _ in range(n*(2*n-1))]
  for j in range(1, 2*n):
    for k in range(j):
      z[j*(j-1)/2+k][0] = m[j][k]
  return solve(z, 2*n, 1, [1] + [0]*n, n)


cdef solve(b, int s, int w, g, int n):
  cdef complex h
  cdef int u,v,j,k
  if s == 0:
    return w*g[n]
  c = [b[(j+1)*(j+2)/2+k+2][:] for j in range(1, s-2) for k in range(j)]
  h = solve(c, s-2, -w, g, n)
  e = g[:]
  for u in range(n):
    for v in range(n-u):
      e[u+v+1] += g[u]*b[0][v]
  for j in range(1, s-2):
    for k in range(j):
      for u in range(n):
        for v in range(n-u):
          c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] += b[(j+1)*(j+2)/2][u]*b[(k+1)*(k+2)/2+1][v] + b[(k+1)*(k+2)/2][u]*b[(j+1)*(j+2)/2+1][v]
  return h + solve(c, s-2, w, e, n)

我不知道如何在cython中声明列表列表来加速代码。

例如，变量m是表示为浮点数列表的列表。变量z也是浮点数列表的列表。例如，def f(m)行应该是什么样的？

根据@DavidW的回答中的建议，这是我的最新版本。

import cython
import numpy as np
def f(complex[:,:] m):
  cdef int n = len(m)/2
  cdef int j, k
  cdef complex[:,:] z = np.zeros((n*(2*n-1), n+1), dtype = complex)
  for j in range(1, 2*n):
    for k in range(j):
      z[j*(j-1)/2+k, 0] = m[j, k]
  return solve(z, 2*n, 1, [1] + [0]*n, n)


cdef solve(complex[:,:] b, int s, int w, g, int n):
  cdef complex h
  cdef int u,v,j,k
  cdef complex[:,:] c
  if s == 0:
    return w*g[n]
  c = [b[(j+1)*(j+2)/2+k+2][:] for j in range(1, s-2) for k in range(j)]
  print("c stats:", len(c), [len(c[i]) for i in len(c)]) 
  h = solve(c, s-2, -w, g, n)
  e = g[:]
  for u in range(n):
    for v in range(n-u):
      e[u+v+1] = e[u+v+1] + g[u]*b[0][v]
  for j in range(1, s-2):
    for k in range(j):
      for u in range(n):
        for v in range(n-u):
          c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] = c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] + b[(j+1)*(j+2)/2][u]*b[(k+1)*(k+2)/2+1][v] + b[(k+1)*(k+2)/2][u]*b[(j+1)*(j+2)/2+1][v]
  return h + solve(c, s-2, w, e, n)

现在的主要问题是如何声明c，因为它目前是一个列表列表。

Answer 1

列表列表不是一个可以从Cython中获得更多加速的结构。您应该使用的结构是2D typed memoryview：

def f(double[:,:] m):
    # ...

这些索引为m[j,k]而不是m[j][k]。您可以向它们传递任何适当形状的对象，该对象公开Python缓冲区协议。大多数频率都是Numpy阵列。

您还应该避免使用@cython.boundscheck(False)和@cython.wraparound(False)之类的装饰器，除非您了解它们的作用并考虑它们是否适合您的功能。对于您当前的版本（您正在使用list s），他们实际上什么都不做，并建议您在不理解的情况下复制它们。它们确实加快了记忆视图的索引（以某些安全为代价）。

编辑：在初始化c方面，您有两种选择。

使用列表列表初始化numpy数组。这可能不是非常快（但如果其他步骤较慢则可能无关紧要）：

c = np.array([b[(j+1)*(j+2)/2+k+2,:] for j in range(1, s-2) for k in range(j)], dtype=complex)
# note that I've changed the indexing of b slightly

使用适当大小的c数组设置np.zeros。将列表理解交换为两个循环。对我来说，这并不是100％显而易见，但这就像

c = np.zeros("some size you'll have to work out",dtype=complex)
for k in range(j):
    for j in range(1,s-2):
        c["some function of j and k",:] = b["some function of j and k",:]

您还希望将len(c)替换为c.shape[0]等

Answer 2

喜欢C：

cdef float z[100][100]

有关详细信息，请参阅this链接。

如何在cython中声明列表列表

2 个答案: