高效數學運算使用cython在python中的小數組

Question

我使用numpexpr在大型數組上進行快速數學運算，但如果數組的大小小於CPU緩存，則使用簡單數組數學在Cython中編寫代碼會更快，尤其是如果多次調用該函數。

問題是，你如何在Cython中使用數組，或者更明確地說：在Cython中有Python的array.array類型的直接接口嗎？ 我想做的是這樣的事（簡單例子）

cpdef array[double] running_sum(array[double] arr):
    cdef int i 
    cdef int n = len(arr)
    cdef array[double] out = new_array_zeros(1.0, n)
    ... # some error checks
    out[0] = arr[0]
    for i in xrange(1,n-1):
        out[i] = out[i-1] + arr[i]

    return(out)

我首先嘗試使用Cython numpy包裝並使用ndarrays，但是與使用malloc創建C數組相比，創建它們對於小型1D數組來說似乎非常昂貴（但內存處理變得很麻煩）。

謝謝！

Answer 1

您可以使用基本功能滾動您的簡單自己，這里的檢查是一個模型開始：

from libc.stdlib cimport malloc,free

cpdef class SimpleArray:
    cdef double * handle
    cdef public int length
    def __init__(SimpleArray self, int n):
        self.handle = <double*>malloc(n * sizeof(double))
        self.length = n
    def __getitem__(self, int idx):
        if idx < self.length:
            return self.handle[idx]
        raise ValueError("Invalid Idx")
    def __dealloc__(SimpleArray self):
        free(self.handle) 

cpdef SimpleArray running_sum(SimpleArray arr):
    cdef int i 
    cdef SimpleArray out = SimpleArray(arr.length)

    out.handle[0] = arr.handle[0]
    for i from 1 < i < arr.length-1:
        out.handle[i] = out.handle[i-1] + arr.handle[i]
    return out

可以用作

>>> import test
>>> simple = test.SimpleArray(100)
>>> del simple
>>> test.running_sum(test.SimpleArray(100))
<test.SimpleArray object at 0x1002a90b0>