- android - 多次调用 OnPrimaryClipChangedListener
- android - 无法更新 RecyclerView 中的 TextView 字段
- android.database.CursorIndexOutOfBoundsException : Index 0 requested, 光标大小为 0
- android - 使用 AppCompat 时,我们是否需要明确指定其 UI 组件(Spinner、EditText)颜色
我和一些 friend 正在做一个小型的语言竞赛来计算一些神经网络。有些人用 C 语言,有些人用 Fortran,而我:Python。
代码很简单,就是一堆矢量点运算和求和,然后应用信号函数并返回 -1 或 1(激活或未激活)。
我们发送了一堆随机数并检查(目前只有单个进程)哪种语言做得更快。
我的代码很简单:
def sgn(h):
"""Signal function"""
return -1 if h < 0 else 1
def lincomb(A, B):
"""Linear combinator between two matrices"""
return np.einsum('ji,ij->', A, B)
def lincombrav(A, B):
return A.ravel().dot(B.ravel('F'))
def functional_test():
w1 = np.random.random(50**2).reshape(50,50)
w2 = np.random.random(50**2).reshape(50,50)
return sgn(lincombrav(w1, w2))
其中 A 和 B 是表示神经网络中每一层的矩阵。然后我们将第一个矩阵的第 i 列与第二个矩阵的第 i 行点在一起,对所有结果求和并发送到信号函数。像这样的东西:
w1 = 2*np.random.random(100**2).reshape(100,100)-1
w2 = 2*np.random.random(100**2).reshape(100,100)-1
然后我们计时
%timeit sgn(lincomb(w1, w2))
Python 输给 Fortran 38 倍 :-(
有没有办法改进 Python“代码”。
编辑:添加时间结果:
Python 版本(已经有ravel
模式)
In [10]: %timeit functional_test()
8.72 µs ± 406 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)
Python 版本(带有 einsum
)
In [16]: %timeit functional_test()
10.27 µs ± 490 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)
Fortran 版本
In [13]: %timeit fort.test()
235 ns ± 12.7 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)
Fortran 版本是使用“f2py”程序创建的,用于从 fortran 代码生成 python 可加载模块。
测试函数执行以下操作(在每种语言中):
我还将矩阵创建移到外部,只运行数学运算而不是处理内存。尽管如此,python 还是落后了同样的幅度。
EDIT2:好 python 消息。 Python 在除小型矩阵测试之外的所有测试中都获胜。下面是完整的代码:
import numpy as np
from numba import jit
import timeit
import matplotlib.pyplot as plt
def sgn(h):
"""Signal function"""
return -1 if h < 0 else 1
def lincomb(A, B):
"""Linear combinator between two matrices"""
return np.einsum('ji,ij->', A, B)
def lincombrav(A, B):
return A.ravel().dot(B.ravel('F'))
def functional_test_ravel(n):
"""Functional tests (Victor experiment)"""
w = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
x = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
return sgn(lincombrav(w, x))
def functional_test_einsum(n):
"""Functional tests (Victor experiment)"""
w = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
x = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
return sgn(lincomb(w, x))
@jit()
def functional_test_numbaein(n):
"""Functional tests (Victor experiment)"""
w = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
x = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
return sgn(lincomb(w, x))
@jit()
def functional_test_numbarav(n):
"""Functional tests (Victor experiment)"""
w = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
x = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
return sgn(lincombrav(w, x))
module fbla
implicit none
integer, parameter::dp = selected_real_kind(12,100)
public
contains
real(kind=dp) function sgn(x)
integer, parameter::dp = selected_real_kind(12,100)
real(kind=dp), intent(in):: x
if(x >= 0.0 ) then
sgn = +1.0
else if (x < 0.0) then
sgn = -1.0
end if
end function sgn
real(kind=dp) function lincomb(A, B, n)
integer, parameter :: sp = selected_int_kind(r=8)
integer, parameter :: dp = selected_real_kind(12,100)
integer(kind=sp) :: i
integer(kind=sp), intent(in):: n
real(kind=DP), intent(in) :: A(n,n)
real(kind=DP), intent(in) :: B(n,n)
lincomb = 0
do i=1,n
lincomb = lincomb + dot_product(A(:,i),B(i,:))
end do
end function lincomb
real(kind=dp) function functional_test(n)
integer, parameter::dp = selected_real_kind(12,100)
integer, parameter::sp = selected_int_kind(r=8)
integer(kind=sp), intent(in):: n
integer(kind=sp):: i, j
real(kind=dp), allocatable, dimension(:,:):: x, w, wt
ALLOCATE(wt(n,n),w(n,n),x(n,n))
do i=1,n
do j=1,n
w(i,j) = 2*rand(0)-1
x(i,j) = 2*rand(0)-1
end do
end do
wt = transpose(w)
functional_test = sgn(lincomb(wt, x, n))
end function functional_test
end module fbla
import numpy as np
import timeit
import matplotlib.pyplot as plt
import bla
from fbla import fbla
def run_test(test_functions, N, runs=1000):
results = []
global rank
for n in N:
rank = n
for t in test_functions:
# print(f'Rank {globals()["rank"]}')
print(f'Running {t} to matrix size {rank}', end='')
r = min(timeit.Timer(t , globals=globals()).repeat(repeat=5, number=runs))
print(f' total time {r} per run {r/runs}')
results.append((t, n, r, r/runs))
return results
def plotbars(results, test_functions, N):
Nsz = len(N)
M = len(test_functions)
fig, ax = plt.subplots()
ind = np.arange(int(Nsz))
width = 1/(M+1)
p = []
for n in range(M):
g = [ w*1000 for (x,y,z,w) in results if x==test_functions[n]]
p.append(ax.bar(ind+n*width, g, width, bottom=0))
ax.legend([ l[0] for l in p ], test_functions)
ax.set_xticks(ind-width/2+((M/2) * width))
ax.set_xticklabels(np.array(N).astype(str))
ax.set_xlabel('Rank of square random matrix')
ax.set_ylabel('Average time(ms) per run')
ax.set_yscale('log')
return fig
N = (10, 50, 100, 1000)
test_functions = [
'bla.functional_test_einsum(rank)',
'fbla.functional_test(rank)'
]
results = run_test(test_functions, N)
plot = plotbars(results, test_functions, N)
plot.show()
结果是:
[('bla.functional_test_einsum(rank)', 10, 0.023221354000270367, 2.3221354000270368e-05),
('fbla.functional_test(rank)', 10, 0.005375514010665938, 5.375514010665938e-06),
('bla.functional_test_einsum(rank)', 50, 0.07035048000398092, 7.035048000398091e-05),
('fbla.functional_test(rank)', 50, 0.1242617039824836, 0.0001242617039824836),
('bla.functional_test_einsum(rank)', 100, 0.22694124400732107, 0.00022694124400732108),
('fbla.functional_test(rank)', 100, 0.5518505079962779, 0.0005518505079962779),
('bla.functional_test_einsum(rank)', 1000, 37.88827919398318, 0.03788827919398318),
('fbla.functional_test(rank)', 1000, 74.09929457501858, 0.07409929457501857)]
ipython3
session 的一些标准timeit
输出。 fbla
是 fortran 库,而 bla
是标准 python 库。
In : n=1000
In : w1 = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
In : w2 = 2*np.random.random(n**2).reshape(n,n)-1
In : bla.sgn(bla.lincomb(w1,w2))
Out: -1
In : fbla.sgn(fbla.lincomb(w1,w2))
Out: -1.0
In : %timeit fbla.sgn(fbla.lincomb(w1,w2))
11.3 ms ± 430 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)
In : %timeit bla.sgn(bla.lincomb(w1,w2))
3.81 ms ± 573 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)
最佳答案
我们可以通过矩阵乘法
改进一点-
sgn(w1.ravel().dot(w2.ravel('F')))
关于python - 改进 Numpy 中的矩阵乘法,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/53163185/
作为脚本的输出,我有 numpy masked array和标准numpy array .如何在运行脚本时轻松检查数组是否为掩码(具有 data 、 mask 属性)? 最佳答案 您可以通过 isin
我的问题 假设我有 a = np.array([ np.array([1,2]), np.array([3,4]), np.array([5,6]), np.array([7,8]), np.arra
numpy 是否有用于矩阵模幂运算的内置实现? (正如 user2357112 所指出的,我实际上是在寻找元素明智的模块化减少) 对常规数字进行模幂运算的一种方法是使用平方求幂 (https://en
我已经在 Numpy 中实现了这个梯度下降: def gradientDescent(X, y, theta, alpha, iterations): m = len(y) for i
我有一个使用 Numpy 在 CentOS7 上运行的项目。 问题是安装此依赖项需要花费大量时间。 因此,我尝试 yum install pip install 之前的 numpy 库它。 所以我跑:
处理我想要旋转的数据。请注意,我仅限于 numpy,无法使用 pandas。原始数据如下所示: data = [ [ 1, a, [, ] ], [ 1, b, [, ] ], [ 2,
numpy.random.seed(7) 在不同的机器学习和数据分析教程中,我看到这个种子集有不同的数字。选择特定的种子编号真的有区别吗?或者任何数字都可以吗?选择种子数的目标是相同实验的可重复性。
我需要读取存储在内存映射文件中的巨大 numpy 数组的部分内容,处理数据并对数组的另一部分重复。整个 numpy 数组占用大约 50 GB,我的机器有 8 GB RAM。 我最初使用 numpy.m
处理我想要旋转的数据。请注意,我仅限于 numpy,无法使用 pandas。原始数据如下所示: data = [ [ 1, a, [, ] ], [ 1, b, [, ] ], [ 2,
似乎 numpy.empty() 可以做的任何事情都可以使用 numpy.ndarray() 轻松完成,例如: >>> np.empty(shape=(2, 2), dtype=np.dtype('d
我在大型 numpy 数组中有许多不同的形式,我想使用 numpy 和 scipy 计算它们之间的边到边欧氏距离。 注意:我进行了搜索,这与堆栈中之前的其他问题不同,因为我想获得数组中标记 block
我有一个大小为 (2x3) 的 numpy 对象数组。我们称之为M1。在M1中有6个numpy数组。M1 给定行中的数组形状相同,但与 M1 任何其他行中的数组形状不同。 也就是说, M1 = [ [
如何使用爱因斯坦表示法编写以下点积? import numpy as np LHS = np.ones((5,20,2)) RHS = np.ones((20,2)) np.sum([ np.
假设我有 np.array of a = [0, 1, 1, 0, 0, 1] 和 b = [1, 1, 0, 0, 0, 1] 我想要一个新矩阵 c 使得如果 a[i] = 0 和 b[i] = 0
我有一个形状为 (32,5) 的 numpy 数组 batch。批处理的每个元素都包含一个 numpy 数组 batch_elem = [s,_,_,_,_] 其中 s = [img,val1,val
尝试为基于文本的多标签分类问题训练单层神经网络。 model= Sequential() model.add(Dense(20, input_dim=400, kernel_initializer='
首先是一个简单的例子 import numpy as np a = np.ones((2,2)) b = 2*np.ones((2,2)) c = 3*np.ones((2,2)) d = 4*np.
我正在尝试平均二维 numpy 数组。所以,我使用了 numpy.mean 但结果是空数组。 import numpy as np ws1 = np.array(ws1) ws1_I8 = np.ar
import numpy as np x = np.array([[1,2 ,3], [9,8,7]]) y = np.array([[2,1 ,0], [1,0,2]]) x[y] 预期输出: ar
我有两个数组 A (4000,4000),其中只有对角线填充了数据,而 B (4000,5) 填充了数据。有没有比 numpy.dot(a,b) 函数更快的方法来乘(点)这些数组? 到目前为止,我发现
我是一名优秀的程序员,十分优秀!