Question

我正在尝试在Cython中编写最小二乘估算器以用于学习目的。我得到了这个基本版本：

import cython
import numpy as np
from scipy.linalg import inv
cimport numpy as np


def ols_c(np.ndarray x, np.ndarray y):
  cdef int nrowx = x.shape[0]
  cdef int ncolx = x.shape[1]
  cdef np.ndarray beta = np.zeros([ncolx,1], dtype=float) 
  cdef np.ndarray a1 = np.zeros([ncolx, ncolx], dtype=float)
  cdef np.ndarray a2 = np.zeros([ncolx, nrowx], dtype=float)
  a1 = inv(np.dot(x.T,x))
  a2 = np.dot(a1,x.T)
  beta = np.dot(a2,y)
  return(beta)

比这个Numpy版本略慢：

import numpy as np
from scipy.linalg import inv

def ols(x,y):
  a1 = inv(np.dot(x.T,x))
  a2 = np.dot(a1,x.T)
  beta = np.dot(a2,y)
  return(beta)

我想这可能是由于数组索引效率低下造成的。按照互联网上的教程，我修改了基本的Cython版本：

import cython
import numpy as np
from scipy.linalg import inv
cimport numpy as np
DTYPE = np.float
ctypedef np.float_t DTYPE_t


def ols_c(np.ndarray[DTYPE_t, ndim=2] x, np.ndarray[DTYPE_t, ndim=1] y):
  cdef int nrowx = x.shape[0]
  cdef int ncolx = x.shape[1]
  cdef np.ndarray[DTYPE_t, ndim=1] beta = np.zeros([ncolx,1], dtype=float) 
  cdef np.ndarray[DTYPE_t, ndim=2] a1 = np.zeros([ncolx, ncolx], dtype=float)
  cdef np.ndarray[DTYPE_t, ndim=2] a2 = np.zeros([ncolx, nrowx], dtype=float)
  a1 = inv(np.dot(x.T,x))
  a2 = np.dot(a1,x.T)
  beta = np.dot(a2,y)
  return(beta)

但是现在它不起作用，我收到以下错误消息：

ValueError: Buffer has wrong number of dimensions (expected 1, got 2)

导致此错误的原因是什么？我还有其他一些问题：

这两条线实际上做了什么？

DTYPE = np.float
ctypedef np.float_t DTYPE_t

另外，如果我理解正确输入这个cdef np.ndarray [DTYPE_t，ndim = 2] x = np.zeros（[ncol，nrow]，dtype = float）会创建一个二维数组x，其列数等于ncol和行等于nrow，包含浮点数。但是[DTYPE_t，ndim = 2]实际上做了什么？我没有找到任何关于此的文件。

提前感谢您的回答！

编辑：看起来如果我用双倍替换DTYPE_t并注释这两行：

DTYPE = np.float
ctypedef np.float_t DTYPE_t

HOwever，执行仍然很慢。我该怎么做才能加快速度？

Answer 1

关于你的速度看看@ http://simula.no/research/sc/publications/Simula.SC.578/simula_pdf_file：

尝试对代码进行矢量化也导致性能非常差，出于同样的原因。矢量化使用切片，切片是 Python对象没有在Cython中实现。

去除代码可能会加快速度。

Answer 2

这两条线实际上做了什么？

DTYPE = np.float
ctypedef np.float_t DTYPE_t

它将np.float（Python-）类型分配给名为DTYPE的变量，并声明C类型定义（ ctypedef ）。

在Cython中使用ctypedef关键字将使它在编译的Cython代码中添加具有给定类型的C / C ++ typedef语句。

typedef - fed类型等于它定义的类型，但编译器会在给它一个另一种类型的值时警告你（即使它是从中定义的类型）。

使用Cython时，您应该对C或C ++有一点了解。

Cython错误消息：缓冲区的维数错误（预期1，得2）

2 个答案: