在Cython中声明一个numpy布尔掩码

Question

我应该如何在Cython中声明一个布尔掩码的类型？我真的需要申报吗？这是一个例子：

cpdef my_func(np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_a,
            np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_b,
            np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_c):

    mask = ((array_a > 1) & (array_b == 2) & (array_c == 3)
    array_a[mask] = 0.
    array_b[mask] = array_c[mask]
    return array_a, array_b, array_c

Answer 1

你需要通过np.uint8_t将bool“施放”到np.ndarray[np.uint8_t, ndim = 2, cast=True] mask = ...，即

cimport numpy as np
cpdef my_func(np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_a,
            np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_b,
            np.ndarray[np.double_t, ndim = 2] array_c):
    cdef np.ndarray[np.uint8_t, ndim = 2, cast=True] mask = (array_a > 1) & (arr
ay_b == 2) & (array_c == 3)
    array_a[mask] = 0.
    array_b[mask] = array_c[mask]
    return array_a, array_b, array_c

否则（没有cast=True）代码编译但由于类型不匹配而在运行时抛出。

但是，你根本不需要定义mask的类型，并且可以将它用作python-object：会有一些性能损失，或者更确切地说，错过了通过早期类型绑定加速一点事情的机会，但在你的情况下，无论如何它可能无关紧要。

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还有一件事：我不知道你的真实代码是怎样的，但我希望你知道，cython根本不会加速你的例子 - 与numpy相比没有任何好处。

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我们可以很容易地验证bool-np.array每个值使用8位（至少在我的系统上）。这根本不明显，例如它每个值只能使用一点（很像bitset）：

import sys
import numpy as np
a=np.random.random((10000,))
sys.getsizeof(a)
>>> 80096
sys.getsizeof(a<.5)
>>> 10096

很明显，双数组每个元素需要8个字节+ 86个字节开销，每个元素只需要一个字节。

我们还可以看到，False由0代表True和1：

print (a<.5).view(np.uint8)
[1 0 1 ..., 0 0 1]

使用cast=True可以访问底层数组中的原始字节，这是一种数组内存的reinterpret_cast。

Here是一些虽然陈旧的信息。