np.gradient c++ 中的替代方案

Question

我需要编写一个 C++ 函数来计算数组的梯度，例如 numpy 中的 np.gradient 函数：

>>> f = np.array([1, 2, 4, 7, 11, 16], dtype=float)
>>> np.gradient(f)
array([1. , 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5. ])

有人知道如何实现吗？

Answer 1

自己实现了一个很简单的函数，因为这道题太简单了...


vector<double> gradient(vector<double> input){
    if (input.size() <= 1) return input;
    vector<double> res;
    for(int j=0; j<input.size(); j++) {
        int j_left = j - 1;
        int j_right = j + 1;
        if (j_left < 0) {
            j_left = 0; // use your own boundary handler
            j_right = 1;
        }
        if (j_right >= input.size()){
            j_right = input.size() - 1;
            j_left = j_right - 1;
        }
        // gradient value at position j
        double dist_grad = (input[j_right] - input[j_left]) / 2.0;
        res.push_back(dist_grad);
    }
    return res;
}

Answer 2

根据 https://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/generated/numpy.gradient.html

中的文档

f'[x] = (f[x+1] - f[x-1]) / 2.0*h + o(h^2)

所以你可以遍历从 1 到 n-1 的元素并计算 (f[i+1] - f[i-1]) / 2.0

对于边缘我相信你必须做：

f'[0] = f[1] - f[0]
f'[n] = f[n] = f[n-1]

np.gradient c++ 中的替代方案

np.gradient alternative in c++

c++

python

gradient

numpy