- c - 在位数组中找到第一个零
- linux - Unix 显示有关匹配两种模式之一的文件的信息
- 正则表达式替换多个文件
- linux - 隐藏来自 xtrace 的命令
我正在尝试将我的 Python/Numpy 代码转换为 Cython 代码以达到加速目的。然而,Cython 比 Python/Numpy 代码慢得多(3-4 倍)。我是否正确使用了 Cython?我是否在我的 Cython 代码中正确地将参数传递给 myc_rb_etc() ?当我调用集成功能时怎么办?预先感谢您的帮助。这是我的 Python/Numpy 代码:
from pylab import *
import pylab as pl
from numpy import *
import numpy as np
from scipy import integrate
def myc_rb_e2f(y,t,k,d):
M = y[0]
E = y[1]
CD = y[2]
CE = y[3]
R = y[4]
RP = y[5]
RE = y[6]
S = 0.01
if t > 300:
S = 5.0
#if t > 400
#S = 0.01
t1 = k[0]*S/(k[7]+S);
t2 = k[1]*(M/(k[14]+M))*(E/(k[15]+E));
t3 = k[5]*M/(k[14]+M);
t4 = k[11]*CD*RE/(k[16]+RE);
t5 = k[12]*CE*RE/(k[17]+RE);
t6 = k[2]*M/(k[14]+M);
t7 = k[3]*S/(k[7]+S);
t8 = k[6]*E/(k[15]+E);
t9 = k[13]*RP/(k[18]+RP);
t10 = k[9]*CD*R/(k[16]+R);
t11 = k[10]*CE*R/(k[17]+R);
dM = t1-d[0]*M
dE = t2+t3+t4+t5-k[8]*R*E-d[1]*E
dCD = t6+t7-d[2]*CD
dCE = t8-d[3]*CE
dR = k[4]+t9-k[8]*R*E-t10-t11-d[4]*R
dRP = t10+t11+t4+t5-t9-d[5]*RP
dRE = k[8]*R*E-t4-t5-d[6]*RE
dy = [dM,dE,dCD,dCE,dR,dRP,dRE]
return dy
t = np.zeros(10000)
t = np.linspace(0.,3000.,10000.)
# Initial concentrations of [M,E,CD,CE,R,RP,RE]
y0 = np.array([0.,0.,0.,0.,0.4,0.,0.25])
E_simulated = np.zeros([10000,5000])
E_avg = np.zeros([10000])
k = np.zeros([19])
d = np.zeros([7])
for i in range (0,5000):
k[0] = 1.+0.1*randn(1)
k[1] = 0.15+0.05*randn(1)
k[2] = 0.2+0.05*randn(1)
k[3] = 0.2+0.05*randn(1)
k[4] = 0.35+0.05*randn(1)
k[5] = 0.001+0.0001*randn(1)
k[6] = 0.5+0.05*randn(1)
k[7] = 0.3+0.05*randn(1)
k[8] = 30.+5.*randn(1)
k[9] = 18.+3.*randn(1)
k[10] = 18.+3.*randn(1)
k[11] = 18.+3.*randn(1)
k[12] = 18.+3.*randn(1)
k[13] = 3.6+0.5*randn(1)
k[14] = 0.15+0.05*randn(1)
k[15] = 0.15+0.05*randn(1)
k[16] = 0.92+0.1*randn(1)
k[17] = 0.92+0.1*randn(1)
k[18] = 0.01+0.001*randn(1)
d[0] = 0.7+0.05*randn(1)
d[1] = 0.25+0.025*randn(1)
d[2] = 1.5+0.05*randn(1)
d[3] = 1.5+0.05*randn(1)
d[4] = 0.06+0.01*randn(1)
d[5] = 0.06+0.01*randn(1)
d[6] = 0.03+0.005*randn(1)
r = integrate.odeint(myc_rb_e2f,y0,t,args=(k,d))
E_simulated[:,i] = r[:,1]
for i in range(0,10000):
E_avg[i] = sum(E_simulated[i,:])/5000.
pl.plot(t,E_avg,'-ro')
pl.show()
这是转换成 Cython 的代码:
cimport numpy as np
import numpy as np
from numpy import *
import pylab as pl
from pylab import *
from scipy import integrate
def myc_rb_e2f(y,t,k,d):
cdef double M = y[0]
cdef double E = y[1]
cdef double CD = y[2]
cdef double CE = y[3]
cdef double R = y[4]
cdef double RP = y[5]
cdef double RE = y[6]
cdef double S = 0.01
if t > 300.0:
S = 5.0
#if t > 400
#S = 0.01
cdef double t1 = k[0]*S/(k[7]+S)
cdef double t2 = k[1]*(M/(k[14]+M))*(E/(k[15]+E))
cdef double t3 = k[5]*M/(k[14]+M)
cdef double t4 = k[11]*CD*RE/(k[16]+RE)
cdef double t5 = k[12]*CE*RE/(k[17]+RE)
cdef double t6 = k[2]*M/(k[14]+M)
cdef double t7 = k[3]*S/(k[7]+S)
cdef double t8 = k[6]*E/(k[15]+E)
cdef double t9 = k[13]*RP/(k[18]+RP)
cdef double t10 = k[9]*CD*R/(k[16]+R)
cdef double t11 = k[10]*CE*R/(k[17]+R)
cdef double dM = t1-d[0]*M
cdef double dE = t2+t3+t4+t5-k[8]*R*E-d[1]*E
cdef double dCD = t6+t7-d[2]*CD
cdef double dCE = t8-d[3]*CE
cdef double dR = k[4]+t9-k[8]*R*E-t10-t11-d[4]*R
cdef double dRP = t10+t11+t4+t5-t9-d[5]*RP
cdef double dRE = k[8]*R*E-t4-t5-d[6]*RE
dy = [dM,dE,dCD,dCE,dR,dRP,dRE]
return dy
def main():
cdef np.ndarray[double,ndim=1] t = np.zeros(10000)
t = np.linspace(0.,3000.,10000.)
# Initial concentrations of [M,E,CD,CE,R,RP,RE]
cdef np.ndarray[double,ndim=1] y0 = np.array([0.,0.,0.,0.,0.4,0.,0.25])
cdef np.ndarray[double,ndim=2] E_simulated = np.zeros([10000,5000])
cdef np.ndarray[double,ndim=2] r = np.zeros([10000,7])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] E_avg = np.zeros([10000])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] k = np.zeros([19])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] d = np.zeros([7])
cdef int i
for i in range (0,5000):
k[0] = 1.+0.1*randn(1)
k[1] = 0.15+0.05*randn(1)
k[2] = 0.2+0.05*randn(1)
k[3] = 0.2+0.05*randn(1)
k[4] = 0.35+0.05*randn(1)
k[5] = 0.001+0.0001*randn(1)
k[6] = 0.5+0.05*randn(1)
k[7] = 0.3+0.05*randn(1)
k[8] = 30.+5.*randn(1)
k[9] = 18.+3.*randn(1)
k[10] = 18.+3.*randn(1)
k[11] = 18.+3.*randn(1)
k[12] = 18.+3.*randn(1)
k[13] = 3.6+0.5*randn(1)
k[14] = 0.15+0.05*randn(1)
k[15] = 0.15+0.05*randn(1)
k[16] = 0.92+0.1*randn(1)
k[17] = 0.92+0.1*randn(1)
k[18] = 0.01+0.001*randn(1)
d[0] = 0.7+0.05*randn(1)
d[1] = 0.25+0.025*randn(1)
d[2] = 1.5+0.05*randn(1)
d[3] = 1.5+0.05*randn(1)
d[4] = 0.06+0.01*randn(1)
d[5] = 0.06+0.01*randn(1)
d[6] = 0.03+0.005*randn(1)
r = integrate.odeint(myc_rb_e2f,y0,t,args=(k,d))
E_simulated[:,i] = r[:,1]
for i in range(0,10000):
E_avg[i] = sum(E_simulated[i,:])/5000.
pl.plot(t,E_avg,'-ro')
pl.show()
以下是我的 Python/Numpy 代码上来自 cProfile 的一些 pstats:
ncalls tottime percall cumtime percall
5000 82.505 0.017 236.760 0.047 {scipy.integrate._odepack.odeint}
1 1.504 1.504 238.949 238.949 myc_rb_e2f.py:1(<module>)
5000 0.025 0.000 236.855 0.047 C:\Python27\lib\site-packages\scipy\integrate\odepack.py:18(odeint)
12291237 154.255 0.000 154.255 0.000 myc_rb_e2f.py:7(myc_rb_e2f)
最佳答案
更改函数定义以包括参数类型:
def myc_rb_e2f(np.ndarray[double,ndim=1]y, double t, np.ndarray[double, ndim=1] k, np.ndarray[double, ndim=1] d):
这将使运行时间比 numpy 实现提高大约 3 倍,比最初的 cython 实现提高 6 - 7 倍。仅供引用,我降低了迭代次数,这样我就不必在测试时永远等待它完成。它应按您所需的迭代次数进行扩展。
[pkerp@plastilin so]$ time python run_numpy.py
real 0m47.572s
user 0m45.702s
sys 0m0.049s
[pkerp@plastilin so]$ time python run_cython1.py
real 1m14.851s
user 1m12.308s
sys 0m0.135s
[pkerp@plastilin so]$ time python run_cython2.py
real 0m15.774s
user 0m14.115s
sys 0m0.105s
编辑:
此外,您不必在每次要从 myc_rb_e2f
返回结果时都创建一个新数组。你可以只在 main
中声明一个结果数组,在每次调用时传递它,然后填充它。这将为你节省很多不必要的分配。这超过了之前最佳运行时间的一半:
[pkerp@plastilin so]$ time python run_cython3.py
real 0m6.165s
user 0m4.818s
sys 0m0.152s
还有代码:
cimport numpy as np
import numpy as np
from numpy import *
import pylab as pl
from pylab import *
from scipy import integrate
def myc_rb_e2f(np.ndarray[double,ndim=1]y, double t, np.ndarray[double, ndim=1] k, np.ndarray[double, ndim=1] d, np.ndarray[double, ndim=1] res):
cdef double S = 0.01
if t > 300.0:
S = 5.0
#if t > 400
#S = 0.01
cdef double t1 = k[0]*S/(k[7]+S)
cdef double t2 = k[1]*(y[0]/(k[14]+y[0]))*(y[1]/(k[15]+y[1]))
cdef double t3 = k[5]*y[0]/(k[14]+y[0])
cdef double t4 = k[11]*y[2]*y[6]/(k[16]+y[6])
cdef double t5 = k[12]*y[3]*y[6]/(k[17]+y[6])
cdef double t6 = k[2]*y[0]/(k[14]+y[0])
cdef double t7 = k[3]*S/(k[7]+S)
cdef double t8 = k[6]*y[1]/(k[15]+y[1])
cdef double t9 = k[13]*y[5]/(k[18]+y[5])
cdef double t10 = k[9]*y[2]*y[4]/(k[16]+y[4])
cdef double t11 = k[10]*y[3]*y[4]/(k[17]+y[4])
cdef double dM = t1-d[0]*y[0]
cdef double dE = t2+t3+t4+t5-k[8]*y[4]*y[1]-d[1]*y[1]
cdef double dCD = t6+t7-d[2]*y[2]
cdef double dCE = t8-d[3]*y[3]
cdef double dR = k[4]+t9-k[8]*y[4]*y[1]-t10-t11-d[4]*y[4]
cdef double dRP = t10+t11+t4+t5-t9-d[5]*y[5]
cdef double dRE = k[8]*y[4]*y[1]-t4-t5-d[6]*y[6]
res[0] = dM
res[1] = dE
res[2] = dCD
res[3] = dCE
res[4] = dR
res[5] = dRP
res[6] = dRE
return res
def main():
cdef np.ndarray[double,ndim=1] t = np.zeros(467)
cdef np.ndarray[double,ndim=1] results = np.zeros(7)
t = np.linspace(0.,3000.,467.)
# Initial concentrations of [M,E,CD,CE,R,RP,RE]
cdef np.ndarray[double,ndim=1] y0 = np.array([0.,0.,0.,0.,0.4,0.,0.25])
cdef np.ndarray[double,ndim=2] E_simulated = np.zeros([467,554])
cdef np.ndarray[double,ndim=2] r = np.zeros([467,7])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] E_avg = np.zeros([467])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] k = np.zeros([19])
cdef np.ndarray[double,ndim=1] d = np.zeros([7])
cdef int i
for i in range (0,554):
k[0] = 1.+0.1*randn(1)
k[1] = 0.15+0.05*randn(1)
k[2] = 0.2+0.05*randn(1)
k[3] = 0.2+0.05*randn(1)
k[4] = 0.35+0.05*randn(1)
k[5] = 0.001+0.0001*randn(1)
k[6] = 0.5+0.05*randn(1)
k[7] = 0.3+0.05*randn(1)
k[8] = 30.+5.*randn(1)
k[9] = 18.+3.*randn(1)
k[10] = 18.+3.*randn(1)
k[11] = 18.+3.*randn(1)
k[12] = 18.+3.*randn(1)
k[13] = 3.6+0.5*randn(1)
k[14] = 0.15+0.05*randn(1)
k[15] = 0.15+0.05*randn(1)
k[16] = 0.92+0.1*randn(1)
k[17] = 0.92+0.1*randn(1)
k[18] = 0.01+0.001*randn(1)
d[0] = 0.7+0.05*randn(1)
d[1] = 0.25+0.025*randn(1)
d[2] = 1.5+0.05*randn(1)
d[3] = 1.5+0.05*randn(1)
d[4] = 0.06+0.01*randn(1)
d[5] = 0.06+0.01*randn(1)
d[6] = 0.03+0.005*randn(1)
r = integrate.odeint(myc_rb_e2f,y0,t,args=(k,d,results))
E_simulated[:,i] = r[:,1]
for i in range(0,467):
E_avg[i] = sum(E_simulated[i,:])/554.
#pl.plot(t,E_avg,'-ro')
#pl.show()
if __name__ == "__main__":
main()
关于python - Cython 代码比 Python/Numpy 代码慢 3-4 倍?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/13044515/
c 不做边界检查。那么cython是如何检查是否编译成c的呢? %%cython --annotate cimport cython @cython.boundscheck(True) cpdef m
可以直接声明用于 Cython 构造函数? 据我了解,这是可能的: # Cython cdef int[3] li = [1, 2, 3] # C++ int[3] li = {1, 2, 3} 但
所以,如果你有一个头文件。 %%file test.h struct mystruct{ int i; int j; }; 然后你将它包装在 Cython 中: cdef extern fr
我正在构建一个独立于平台的 cython 项目,我想根据正在使用的编译器传递编译器参数。我可以猜测基于平台的编译器,或者假设它与用于 Python 的编译器相同,但不能保证匹配。通常我注入(injec
我使用诗歌构建我的 cython 包。我在所有函数和类中都有 NumPy 风格的文档字符串。我现在要做的是添加 Sphinx 自动文档并发布在 Read the Docs。 我已阅读此主题 How d
赛通 libcpp模块包含 priority_queue 的模板,这很好,除了一件事:我不能通过自定义比较器(或者,至少,我不知道如何)。 我需要这个,因为我需要 priority_queue做一个a
以下代码定义了一个简单的 Cython 函数(为方便起见,使用 Ipython 魔法)。 %load_ext cython %%cython def f(float x, float y=2):
我正在尝试使用 cython 进行复数计算。在示例代码中,我想计算复数的复指数函数。问题是我不知道如何将我的整数乘以虚数单位。python的虚数单位1.0j乘以cython执行时报错。 这是我的代码:
在这里停留在一些基本的 Cython 上 - 在 Cython 中定义字符串数组的规范且有效的方法是什么? 具体来说,我想定义一个定长常量数组char . (请注意,此时我不想引入 NumPy。) 在
是否有可能,如果是,如何确定 Cython 中整数数据类型的大小(以位为单位)? 我正在尝试做这样的事情,以获得整数大小: cdef WORD_BITS = 0 IF sizeof(unsigned
我只是想打印 cython 变量的地址,但我无法绕过错误消息: cdef int myvar print &myvar 抛出 Cannot convert 'int *' to Python obje
我有一个 C 头文件,它在宏中定义了一个函数。我需要从 Cython 调用它。有没有办法在 Cython 中使用宏并使其完全扩展?我已经有了 C 类型的参数。 我尝试像使用函数一样使用 cdef,我认
令人惊讶的是,我似乎找不到通过名称获取结构体元素的单个示例(无论是在网络上还是在 cython 示例中)。 所以我收到了一个指向 C 函数结构体的指针,并且想要一一访问这些元素并将它们重新打包到 py
我尝试围绕 C++ 库编写一个 Cython 包装器 http://primesieve.org/ 它包装了一个函数count。到目前为止,它可以正确安装 python setup.py instal
我正在尝试将 cython 模块 data.pyx 导入另一个 cython 模块 user.pyx。一切都编译得很好,但是当我尝试在 python 模块中调用 user.pyx 时,我收到错误“Im
更新:内存 View 获胜。Cython 使用类型化内存 View :0.0253449 特别感谢 lothario,他指出了几个关键的变化。 荒谬。当然现在的问题是,似乎不能对它们做太多算术(加法和
我有一个使用 memoryview 数组的 cython 模块,即... double[:,:] foo 我想使用多处理并行运行这个模块。但是我得到了错误: PicklingError: Can't
我正在尝试使用 Cython 加速 PEP 484 类型的 python 脚本。我想保持一些语义和可读性。 之前,我有一个 Flags = int def difference(f1: Flags,
这个问题已经有答案了: Collapse multiple submodules to one Cython extension (5 个回答) 已关闭 3 年前。 我在一个包中有多个 .py 文件
我已经能够在我的 .pyx 脚本上使用 cython 在 linux 上创建一个 .so 文件。我也可以成功地在我的 python 解释器上进行导入。 我的问题是如何在不使用 cython 的情况下将
我是一名优秀的程序员,十分优秀!