为了保持“只有一种明显的方法来做到这一点”,如何在Numpy中获得矢量(1D数组)的大小?
def mag(x):
return math.sqrt(sum(i**2 for i in x))
上述功能是有效的,但我无法相信我必须自己指定这样一个微不足道的核心功能。
为了保持“只有一种明显的方法来做到这一点”,如何在Numpy中获得矢量(1D数组)的大小?
def mag(x):
return math.sqrt(sum(i**2 for i in x))
上述功能是有效的,但我无法相信我必须自己指定这样一个微不足道的核心功能。
当前回答
取每个指标的平方,然后求和,然后开根号。
import numpy as np
def magnitude(v):
return np.sqrt(np.sum(np.square(v)))
print(magnitude([3,4]))
其他回答
我发现最快的方法是通过inner1d。下面是它与其他numpy方法的比较:
import numpy as np
from numpy.core.umath_tests import inner1d
V = np.random.random_sample((10**6,3,)) # 1 million vectors
A = np.sqrt(np.einsum('...i,...i', V, V))
B = np.linalg.norm(V,axis=1)
C = np.sqrt((V ** 2).sum(-1))
D = np.sqrt((V*V).sum(axis=1))
E = np.sqrt(inner1d(V,V))
print [np.allclose(E,x) for x in [A,B,C,D]] # [True, True, True, True]
import cProfile
cProfile.run("np.sqrt(np.einsum('...i,...i', V, V))") # 3 function calls in 0.013 seconds
cProfile.run('np.linalg.norm(V,axis=1)') # 9 function calls in 0.029 seconds
cProfile.run('np.sqrt((V ** 2).sum(-1))') # 5 function calls in 0.028 seconds
cProfile.run('np.sqrt((V*V).sum(axis=1))') # 5 function calls in 0.027 seconds
cProfile.run('np.sqrt(inner1d(V,V))') # 2 function calls in 0.009 seconds
Inner1d比linalg快3倍。Norm,比einsum快一点点
另一种替代方法是在numpy中对任意数组使用einsum函数:
In [1]: import numpy as np
In [2]: a = np.arange(1200.0).reshape((-1,3))
In [3]: %timeit [np.linalg.norm(x) for x in a]
100 loops, best of 3: 3.86 ms per loop
In [4]: %timeit np.sqrt((a*a).sum(axis=1))
100000 loops, best of 3: 15.6 µs per loop
In [5]: %timeit np.sqrt(np.einsum('ij,ij->i',a,a))
100000 loops, best of 3: 8.71 µs per loop
或向量:
In [5]: a = np.arange(100000)
In [6]: %timeit np.sqrt(a.dot(a))
10000 loops, best of 3: 80.8 µs per loop
In [7]: %timeit np.sqrt(np.einsum('i,i', a, a))
10000 loops, best of 3: 60.6 µs per loop
然而,在调用它的时候似乎会有一些开销,这可能会使它在小输入时变慢:
In [2]: a = np.arange(100)
In [3]: %timeit np.sqrt(a.dot(a))
100000 loops, best of 3: 3.73 µs per loop
In [4]: %timeit np.sqrt(np.einsum('i,i', a, a))
100000 loops, best of 3: 4.68 µs per loop
您可以使用工具带vg简单地做到这一点。它是numpy之上的一个轻量级层,支持单值和堆叠向量。
import numpy as np
import vg
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
mag1 = np.linalg.norm(x)
mag2 = vg.magnitude(x)
print mag1 == mag2
# True
我在上次创业时创建了这个库,它的动机是这样的:简单的想法在NumPy中太啰嗦了。
如果你担心速度,你应该使用:
mag = np.sqrt(x.dot(x))
以下是一些基准:
>>> import timeit
>>> timeit.timeit('np.linalg.norm(x)', setup='import numpy as np; x = np.arange(100)', number=1000)
0.0450878
>>> timeit.timeit('np.sqrt(x.dot(x))', setup='import numpy as np; x = np.arange(100)', number=1000)
0.0181372
编辑:当你必须对许多向量取范数时,才能真正提高速度。使用纯numpy函数不需要任何for循环。例如:
In [1]: import numpy as np
In [2]: a = np.arange(1200.0).reshape((-1,3))
In [3]: %timeit [np.linalg.norm(x) for x in a]
100 loops, best of 3: 4.23 ms per loop
In [4]: %timeit np.sqrt((a*a).sum(axis=1))
100000 loops, best of 3: 18.9 us per loop
In [5]: np.allclose([np.linalg.norm(x) for x in a],np.sqrt((a*a).sum(axis=1)))
Out[5]: True
使用scipy中的函数规范。Linalg(或numpy.linalg)
>>> from scipy import linalg as LA
>>> a = 10*NP.random.randn(6)
>>> a
array([ 9.62141594, 1.29279592, 4.80091404, -2.93714318,
17.06608678, -11.34617065])
>>> LA.norm(a)
23.36461979210312
>>> # compare with OP's function:
>>> import math
>>> mag = lambda x : math.sqrt(sum(i**2 for i in x))
>>> mag(a)
23.36461979210312