python - Numba jitclass : parent class type as a class member

Question

考虑自由度类及其子粒子组:

class dof():
    def getVar(self):
        return self.var

spec = [
    ('var', float64[:]),
    ('C_s', float64[:]),          
]
@jitclass(spec)
class particleGroup(dof):
    def __init__(self, partRelease):
        self.var = np.array([partRelease.Q, partRelease.M[0], partRelease.M[1], partRelease.M[2], partRelease.B, partRelease.x[0], partRelease.x[1], partRelease.x[2], 0])
        self.C_s = np.copy(partRelease.C_s)
    def getC(self):
        return self.C_s

partRelease 对象的细节并不重要。

dof 类是一个 python 类，因为 numba 不支持 jitclass 的继承。因此，不能在其上使用 deferred_type。

dof 可以是不同子类的父类。我希望在另一个类中使用 dof 类，在那里我可以调用父函数 getVar()。

我的问题:如何在另一个类中存储此类(自由度类型或任何子类型)的实例？在 jitclass 规范中指定哪种类型？

然后:即使我可以指定父类类型，我怀疑调用一个python类会很昂贵。有没有另一种方法可以有效地进行多态性，例如使用模板而不是继承？

Answer 1

我找到了答案(至少是第二个问题)。

解决方案的灵感来自于模板。它包括不使用继承，而是使用在其接口(interface)中具有所需通用功能的不同类(此处 getVar)。

spec = [
('var', float64[:]),
('C_s', float64[:]),          
]
@jitclass(spec)
class particleGroup():
    def __init__(self, val, valCs):
        self.var = np.array([val, val, val, val])
        self.C_s = np.array([valCs, valCs*2, valCs*3, valCs*4])
    def getC(self):
        return self.C_s
    def getVar(self):
        return self.var

spec = [
    ('var', float64[:]),   
]
@jitclass(spec)
class otherDofType():
    def __init__(self):
        self.var = np.array([1.0, 0.0])
    def getVar(self):
        return self.var

如果一个类想使用任何类型对象的公共(public)函数，它的定义可以封装在一个函数中:

def createUserClass(dofType, dofObject):
    dof_t = deferred_type()
    dof_t.define(dofType) 
    spec = [
        ('dof', dof_t),
    ]
    @jitclass(spec)
    class UserClass():
        def ___init__(self, dof):
            self.dof = dof
        def resetVar(self):
            a = dof.getVar()
            a[:] = 0   
    return UserClass(dofObject)

然后我可以获取和使用 UserClass 的实例，例如:

particleGroupInstance = particleGroup(6.0, 2.0)
userObjectParticleGroup = createUserClass(particleGroup.class_type.instance_type, particleGroupInstance)
userObjectParticleGroup.resetVar()

otherDofTypeInstance = otherDofType()
userObjectOtherDofType = createUserClass(otherDofType.class_type.instance_type, otherDofTypeInstance)
userObjectOtherDofType.resetVar()

它有点笨重但有效并且应该比任何基于继承的解决方案都更快......