《利用Python进行数据分析》 附录 A.9 性能技巧

附录A 高阶Numpy


A.9 性能技巧

利用NumPy从代码中获得良好性能通常很简单,因为数组操作通常会取代相对缓慢的纯Python循环。以下列表简要总结了一些需要注意的事项:

· 将Python循环和条件逻辑转换为数组操作和布尔数组操作

· 尽可能使用广播

· 使用数组视图(切片)来避免复制数据

· 使用ufunc和ufunc方法

如果在用尽NumPy提供的功能之后仍然无法获得所需的性能,请考虑在C、Fortran或Cython中编写代码。我在自己工作中经常会使用Cython进行一些微小开发,这是一种获得近乎C语言性能的方式。


A.9.1 连续内存的重要性

       尽管本主题的完整内容超出了本书的范围,但在某些应用中,数组的内存布局会显著影响计算速度。这种情况是基于CPU的缓存层次结构相关的性能差异。访问连续内存块的操作(例如,将C顺序数组的行相加)通常是最快的,因为存储器子系统会将适当的存储器块缓冲到超快的L1或L2 CPU缓存中。此外,NumPy的C代码库中的某些代码路径已进行优化,在连续内存的情况下可以避免对通用跨步内存的访问。

       如果说数组的内存布局是连续的,就意味着这些元素按照它们在Fortran顺序(列方向)或C顺序(行方向)排序中出现在数组中的次序存储在内存中。默认情况下,NumPy数组创建为C顺序连续或只是简单连续。因此,一个列方向的数组,例如C顺序数组的转置数组,可以称为是Fotran顺序连续的。这些属性都是可以通过ndarray的flags属性来检查的(见图A-1)

图A-1:ndarray的flags属性

       在这个例子中,对这些数组的行及逆行加和,在理论上arr_c是比arr_f更快,这是因为arr_c的行在内存中是连续的。这里我使用IPython中的%timeit进行检查(见图A-2)

图A-2:使用IPython中的%timeit进行检查

       当你想从NumPy中挤出更多的性能时,往往需要投入一些努力。如果你的数组没有所需的内存顺序,则可以使用copy并传递’C’或’F'(见图A-3)

图A-3:传递内存顺序、在数组上构建视图

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,242评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,769评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,484评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,133评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,007评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,080评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,496评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,190评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,464评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,549评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,330评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,205评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,567评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,889评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,160评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,475评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,650评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容