numexpr：临时变量还是重复的子表达式？

Question

如果同一个子表达式出现在一个numexpr表达式中的多个位置，是否会多次重新计算（或者numexpr足够聪明以检测到这一点并重用结果）？

有什么方法可以在numexpr表达式中声明临时变量？ 这将有两个目标：

1. 鼓励numexpr考虑缓存和重用而不是重新计算结果；
2. 简化表达式（使源代码更易于阅读和维护）。

我正在尝试计算f（g（x）） ，其中f和g本身都是复杂的表达式（例如，对于基于像素的主题分类， f是包含多个阈值的嵌套决策树， g是一组归一化的差异比率，并且x是多波段光栅图像）。

Answer 1

是的，如果子表达式在numexpr表达式中重复，则不会重新计算它。

这可以通过将numexpr.evaluate(expr)替换为numexpr.disassemble(numexpr.NumExpr(expr))来验证。

例如，表达式"where(x**2 > 0.5, 0, x**2 + 10)"被编译成如下形式：

y = x*x
t = y>0.5
y = y+10
y[t] = 0

（请注意乘法只会出现一次，不会出现两次。）

因此，最好将整个计算输入为单个numexpression。 避免在python中执行子计算（将中间结果或临时变量分配给numpy数组），因为这只会增加内存使用量，并破坏numexpr的优化/加速（这与在CPU缓存大小的块中执行此完整的计算序列有关，以逃避）内存延迟）。

但是，可以使用字符串替换来设置可读性更高的代码：

f = """where({g} > 0.5,
             0,
             {g} + 10)"""
g = "x**2"
expr = f.format(g=g)