如何申報在用Cython

Question

我想要編譯這種代碼2D名單：

def my_func(double c, int m): 
    cdef double f[m][m] 

    f = [[c for x in range(m)] for y in range(m)] 
    ... 

這引起了：

Error compiling Cython file: 
------------------------------------------------------------ 
def grow(double alpha, double beta, double gamma, int m, int s): 
    cdef double f[m][m] 
        ^
------------------------------------------------------------ 
test.pyx:6:22: Not allowed in a constant expression 

我之後，認爲我不能在使用變量尖銳的地方，我嘗試用數值：

def my_func(double c, int m): 
    cdef double f[500][500] 

    f = [[c for x in range(500)] for y in range(500)] 
    ... 

但後來我得到：

Error compiling Cython file: 
------------------------------------------------------------ 
    f = [[beta for x in range(500)] for y in range(500)] 
    ^
------------------------------------------------------------ 
test.pyx:13:6: Assignment to non-lvalue 'f' 

所以，我想知道如何在cython代碼中聲明和製作2D列表。在google搜索「用Cython 2D名單」

Answer 1

cdef double f[500][500] 

這是宣佈的500個雙打500℃陣列的C數組的文檔，我無法找到這樣一個例子。這是500 * 500打包的double值（在這種情況下存儲在堆棧中，除非Cython做了一些有趣的事情），沒有任何間接性，這有助於提高性能和緩存利用率，但顯然會增加嚴格的限制。也許你想要這個，但你應該學習足夠的C來首先知道這意味着什麼。順便說一下，一個限制是該大小必須是編譯時常量（取決於C版本; C99和C10允許），這是第一條錯誤消息的內容。

如果你確實使用數組，你不會像你所做的那樣初始化f，因爲這沒有任何意義。 f已經是500x500的雙變量，並且整個數組都不能被分配（這是後面的錯誤信息試圖告訴你的）。特別是，列表理解會創建一個完整的Python列表對象（您可以在Cython中使用，請參閱下文），其中包含完整的「盒裝」Python對象（在本例中爲float對象）。列表與C數組不兼容。對項目分配使用嵌套for循環進行初始化。最後，這樣一個數組需要500 * 500 * 8字節，這幾乎是2 MiB。在一些系統上，這比整個堆棧大，在所有其他系統上，它是如此大的一部分堆棧，這是一個壞主意。你應該堆 - 分配該數組。

如果您使用Python列表，請注意在性能和內存使用方面（假設您的代碼將主要操縱該列表），您不會獲得太多改進，儘管您可能獲得一些方便回報。你可以放棄cdef，或者使用list作爲類型（object也可以工作，但是你什麼也得不到，所以你可以省略它）。

一個NumPy數組可能會更快，更具有內存效率，更方便使用和。如果您可以使用NumPy的操作來實現算法中性能至關重要的部分，那麼您可以在不使用Cython 的情況下獲得所需的加速比（）。

Answer 2

不要在Cython中使用列表理解。有沒有加速，因爲他們創建常規的Python列表。維基says，你應該在用Cython使用動態分配如下：

from libc.stdlib cimport malloc, free 

def my_func(double c, int m): 
    cdef int x 
    cdef int y 
    cdef double *my_array = <double *>malloc(m * m * sizeof(double)) 

    try: 

     for y in range(m): 
      for x in range(m): 
       #Row major array access 
       my_array[ x + y * m ] = c 

     #do some thing with my_array 

    finally: 
     free(my_array) 

但是，如果你需要有一個二維數組的Python對象，其推薦使用NumPy。