Cython: для i из 1 <= i < N

#python #for-loop #cython

#python #for-цикл #cython

Вопрос:

Я изучаю Cython и наткнулся на этот фрагмент кода:

 import numpy as np
cimport numpy as np

def mean(np.ndarray[np.double_t] input):

    cdef np.double_t cur
    # Py_ssize_t is numpy's index type
    cdef Py_ssize_t i
    cdef Py_ssize_t N = len(input)

    for i from 0 <= i < N:
        cur  = input[i]

    return cur / N

a=np.array([1,2,3,4], dtype=np.double)

Очевидно, что это возвращает среднее значение из a, которое равно 2.5. Мой вопрос заключается в следующем:

Является ли цикл for циклом Python, Cython или C?

Ответ №1:

Скомпилируйте его и посмотрите: код на C, который создает Cython, красиво аннотирован.

   /* "cyexample.pyx":11
 *     cdef Py_ssize_t N = len(input)
 * 
 *     for i from 0 <= i < N:             # <<<<<<<<<<<<<<
 *         cur  = input[i]
 * 
 */
  __pyx_t_1 = __pyx_v_N;
  for (__pyx_v_i = 0; __pyx_v_i < __pyx_t_1; __pyx_v_i  ) {
    /* "cyexample.pyx":12
 * 
 *     for i from 0 <= i < N:
 *         cur  = input[i]             # <<<<<<<<<<<<<<
 * 
 *     return cur / N
 */
    __pyx_t_2 = __pyx_v_i;
    __pyx_t_3 = -1;
    if (__pyx_t_2 < 0) {
      __pyx_t_2  = __pyx_bshape_0_input;
      if (unlikely(__pyx_t_2 < 0)) __pyx_t_3 = 0;
    } else if (unlikely(__pyx_t_2 >= __pyx_bshape_0_input)) __pyx_t_3 = 0;
    if (unlikely(__pyx_t_3 != -1)) {
      __Pyx_RaiseBufferIndexError(__pyx_t_3);
      {__pyx_filename = __pyx_f[0]; __pyx_lineno = 12; __pyx_clineno = __LINE__; goto __pyx_L1_error;}
    }
    __pyx_v_cur = (__pyx_v_cur   (*__Pyx_BufPtrStrided1d(__pyx_t_5numpy_double_t *, __pyx_bstruct_input.buf, __pyx_t_2, __pyx_bstride_0_input)));
  }

И таким образом, сам цикл успешно превращается в C. Обратите внимание, что в наши дни Cython может обрабатывать диапазон естественным образом, поэтому старый стиль «from 0 <= i < N» не является необходимым. Смысл введения (не-Python) синтаксиса «for / from» состоял в том, чтобы указать, какие циклы должны быть C-ified.

1. Я выполнил несколько наивных тестов timeit, и обе структуры цикла, похоже, выполняются примерно за одинаковое время при большом размере массива. Кто-нибудь может это подтвердить? Мне просто любопытно, почему автор этого конкретного фрагмента решил использовать старую структуру в современном коде.

2. Раньше Cython не проводил оптимизацию for i in range(10) , поэтому он фактически создавал список длиной 10 и выполнял итерации по нему с использованием обратных вызовов Python. В связи с этим Pyrex / Cython ввел for … От… синтаксис, который сводился бы к C. Я иногда все еще использую старый синтаксис, потому что более понятно, что этот код оптимизирован.

Ответ №2:

for..from похоже, это цикл Pyrex / Cython: http://docs.cython.org/src/userguide/language_basics.html#integer-for-loops