我怎样才能加快这个 Python 函数的速度？

Question

有什么方法可以向量化这个表达式吗？

import numpy as np
def phase(f, dt=1):
    c = [f[0]] + [fi*dt for fi in f[1:]]
    
    s=0
    x = []
    for ci in c:
        s = (s+ci)%(2*np.pi)
        x.append(s)
    return x

f是任意长度的数组，dt是常量。代码执行：

将整个向量 f 但第一个实例乘以 dt。
return 部分和即 output[i] = sum(c[0:i]) 模 2pi.

知道如何加快速度吗？谢谢！

Answer 1

只需要一个for循环。

import numpy as np


def phase(f, dt=1):
    s = 0
    x = []
    if f:
        s = (s + f[0]) % (2 * np.pi)
        x.append(s)
    
        for fi in f[1:]:
            s = (s + fi * dt) % (2 * np.pi)
            x.append(s)
    return x

Answer 2

您可以使用 Numpy 的 cumsum() 函数以矢量化方式执行此操作。这应该会快很多：

import numpy as np

def phase(f, dt=1):
    pi_2 = 2 * np.pi
    c = np.concatenate((f[:1], f[1:] * dt))
    
    return np.cumsum(c) % pi_2

时间安排：

n = np.arange(5000)

%timeit original_phase(n, 3)
# 3.2 ms ± 120 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

%timeit phase(n, 3)
# 272 µs ± 12.6 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

np.testing.assert_allclose(original_phase(n, 3), phase(n, 3))

我怎样才能加快这个 Python 函数的速度？

How can I speed up this Python function?

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vectorization