如何在cython中声明列表

Question

我有以下.pyx代码：

import cython
@cython.boundscheck(False)
@cython.cdivision(True)
@cython.wraparound(False)
def f(m):
  cdef int n = len(m)/2
  cdef int j, k
  z = [[0]*(n+1) for _ in range(n*(2*n-1))]
  for j in range(1, 2*n):
    for k in range(j):
      z[j*(j-1)/2+k][0] = m[j][k]
  return solve(z, 2*n, 1, [1] + [0]*n, n)


cdef solve(b, int s, int w, g, int n):
  cdef complex h
  cdef int u,v,j,k
  if s == 0:
    return w*g[n]
  c = [b[(j+1)*(j+2)/2+k+2][:] for j in range(1, s-2) for k in range(j)]
  h = solve(c, s-2, -w, g, n)
  e = g[:]
  for u in range(n):
    for v in range(n-u):
      e[u+v+1] += g[u]*b[0][v]
  for j in range(1, s-2):
    for k in range(j):
      for u in range(n):
        for v in range(n-u):
          c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] += b[(j+1)*(j+2)/2][u]*b[(k+1)*(k+2)/2+1][v] + b[(k+1)*(k+2)/2][u]*b[(j+1)*(j+2)/2+1][v]
  return h + solve(c, s-2, w, e, n)

我不知道如何在cython中声明列表以加快代码的速度。

例如，变量m是一个矩阵，表示为浮点数列表。变量z也是浮点数列表。例如，def f(m)行应该是什么样的？

按照@DavidW在回答中的建议，这里是我的最新版本。

import cython
import numpy as np
def f(complex[:,:] m):
  cdef int n = len(m)/2
  cdef int j, k
  cdef complex[:,:] z = np.zeros((n*(2*n-1), n+1), dtype = complex)
  for j in range(1, 2*n):
    for k in range(j):
      z[j*(j-1)/2+k, 0] = m[j, k]
  return solve(z, 2*n, 1, [1] + [0]*n, n)


cdef solve(complex[:,:] b, int s, int w, g, int n):
  cdef complex h
  cdef int u,v,j,k
  cdef complex[:,:] c
  if s == 0:
    return w*g[n]
  c = [b[(j+1)*(j+2)/2+k+2][:] for j in range(1, s-2) for k in range(j)]
  print("c stats:", len(c), [len(c[i]) for i in len(c)]) 
  h = solve(c, s-2, -w, g, n)
  e = g[:]
  for u in range(n):
    for v in range(n-u):
      e[u+v+1] = e[u+v+1] + g[u]*b[0][v]
  for j in range(1, s-2):
    for k in range(j):
      for u in range(n):
        for v in range(n-u):
          c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] = c[j*(j-1)/2+k][u+v+1] + b[(j+1)*(j+2)/2][u]*b[(k+1)*(k+2)/2+1][v] + b[(k+1)*(k+2)/2][u]*b[(j+1)*(j+2)/2+1][v]
  return h + solve(c, s-2, w, e, n)

现在的主要问题是如何声明c，因为它目前是一个列表列表。

Answer 1

列表列表并不是一个可以从Cython获得更快速度的结构。应该使用的结构是一个2D 类型化内存视图。

def f(double[:,:] m):
    # ...

它们被索引为m[j,k]而不是m[j][k]。您可以向它们传递任何公开Python缓冲区协议的适当形状的对象。大多数频率这将是一个Numpy数组。

您还应该避免使用像@cython.boundscheck(False)和@cython.wraparound(False)这样的装饰器，除非您了解它们所做的事情，并考虑它们是否适合您的功能。对于您的当前版本(您使用的是list)，它们实际上什么也不做，并且建议您在不理解的情况下复制它们。它们确实加快了内存视图的索引(代价是一些安全的)。

编辑:在初始化c方面，您有两个选项。

1. 使用列表列表初始化numpy数组。这可能不是非常快(但如果其他步骤较慢，那么这可能并不重要)： C= np.array([b(j+1)*(j+2)/2+k+2，：对于j在范围(1，s-2)对于k在范围(J)]，dtype=complex) #注意，我稍微改变了b的索引
2. 使用适当大小的c数组设置np.zeros。将列表理解转换为两个循环。对我来说，这并不是百分之百明显的翻译，但它有点像 对于范围(J)中的k(J)：对于j在范围(1，s-2)：c“j和k的某些函数”，：=b“j和k的某些函数”，：

您还希望用len(c)替换为c.shape[0]等。

Answer 2

就像C：

cdef float z[100][100]

有关更多细节，请参阅这链接。