C矢量化:在像python矢量化这样的数组中可以进行元素操作吗？

Question

我正从python迁移到C，希望更快地实现，并尝试学习C中的矢量化，相当于python矢量化。例如，假设我们有二进制数组Input_Binary_Array，如果我想要将索引的每个元素(例如，i )乘以2**i，然后在python向量化中，将所有非零的求和进行如下操作：

case 1 : Value = (2. ** (np.nonzero(Input_Binary_Array)[0] + 1)).sum()

或者，如果我们执行slicing并执行元素加法/减法/乘法，则执行以下操作：

case 2 : Array_opr= (Input_Binary_Array[size:] * 2**Size -Input_Binary_Array[:-size])

C是一种功能强大的低级语言，所以简单的for/while循环要快得多，但我不确定没有像python这样的等效向量化。

因此，我的问题是，是否有明确的向量化代码用于：

1.

将数组的所有元素相乘

常数(标量)

2.

元素加法，减法，除法两个给定的相同大小的数组。

3.

切片，求和，累积求和

或者，简单的for，while循环是执行上面操作(如python矢量化)的唯一更快的选项(案例1，2)？

Answer 1

答案是要么使用一个库来实现这些目标，要么编写一个库。C语言本身是相当简约的。这是上诉的一部分。有些库包括Intel MLK，还有gsl，它有大量的其他功能，还有更多。

现在，尽管如此，我建议如果从Python是您的计划，那么从PythontoC++是更好的计划。我之所以这么说，是因为C++已经有了很多工具，可以在语法上构建您喜欢的东西。

具体来说，您需要查看C++ std：：within、迭代器、范围和lambda表达式，它们都在C++20中工作得很好。我能够在我自己的奇怪的集合上做我自己的迭代器，然后将Linq样式的函数加入到它上，并具有Linq语义.

所以我可以说

mycollection<int> myvector = { 1, 2, 4, 5 };

不管怎么说-初始化表达式规则我有时会忘记。

auto v = mycollection
.where( []( auto& itm ) { itm > 3; } )
.sum( []( auto& itm ) { return itm; } );

或多或少地得到我所期望的。

由于您将迭代器控制到您可能需要的每一个细节(而且std框架已经考虑到了许多细节)，所以您可以让它以您需要的速度运行，使用多个核心等等。

事实上，我认为MS和GCC的STL实际上都有并行算法的交换，您只需要使用它们。

所以C是好的，但是考虑C++，如果你要走"C喜欢“的路线。因为这是使用所需语法获得所需性能的唯一途径。

迭代器基本上允许将for循环的概念包装为对象。所以,

Answer 2

因此，我的问题是，是否有明确的向量化代码用于：

1.

将数组的所有元素相乘

常数(标量)

C语言本身没有用一条简单语句来表示这一点的语法。人们通常会编写一个循环来逐元素执行乘法元素，或者可能找到或编写一个处理它的库。

还请注意，据我所知，Python语言也没有这种功能。特别是，Python列表和整数n的乘积不是列表元素的标量乘法，而是n倍元素的列表。您的一些Python示例看起来可能使用的是Numpy，它可以提供这样的功能，但这是一个第三方包，类似于C中的库。

1. ​

元素加法，减法，除法两个给定的相同大小的数组。

和上面一样。这也不包括Python，至少不包括任何内置Python运算符对内置类型对象的影响。

1. ​

切片，求和，累积求和

C有有限的数组切片，因为您可以以数组本身的方式或多或少地访问数组的连续子数组。然而，“片”一词通常不被使用。

C没有内置的数组sum()函数.

或者，简单的for，while循环是执行上述操作(如python )的唯一更快的选项(例1，2)？

有越来越多的第三方C库，包括一些优秀的线性代数库.C语言和标准库没有内置的这些特性。您通常会在编写显式循环、编写自定义库和集成第三方库中进行选择，这取决于您的代码在多大程度上依赖于这些操作，您是否需要或可以从针对特定情况的自定义中获益，以及操作是否需要高度优化。