Hướng dẫn is python jit compiled - python jit đã được biên dịch chưa

Tài liệu lỗi thời

Bạn đang xem tài liệu lưu trữ từ trang web tài liệu Numba cũ. Tài liệu hiện tại được đặt tại https://numba.readthedocs.io.

Numba cung cấp một số tiện ích để tạo mã, nhưng tính năng trung tâm của nó là numba.jit() trang trí. Sử dụng bộ trang trí này, bạn có thể đánh dấu một chức năng để tối ưu hóa bằng trình biên dịch JIT Numba. Các chế độ gọi khác nhau kích hoạt các tùy chọn và hành vi biên dịch khác nhau.

Cách sử dụng cơ bản

Biên dịch lười biếng

Cách được đề xuất để sử dụng bộ trang trí

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

from numba import jit

@jit
def f(x, y):
    # A somewhat trivial example
    return x + y

Trong chế độ này, biên dịch sẽ được hoãn lại cho đến khi thực thi hàm đầu tiên. Numba sẽ suy ra các loại đối số tại thời điểm gọi và tạo mã được tối ưu hóa dựa trên thông tin này. Numba cũng sẽ có thể biên dịch các chuyên ngành riêng biệt tùy thuộc vào các loại đầu vào. Ví dụ: gọi hàm

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

Biên soạn háo hức

Bạn cũng có thể nói với Numba chữ ký chức năng mà bạn đang mong đợi. Hàm

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

from numba import jit, int32

@jit(int32(int32, int32))
def f(x, y):
    # A somewhat trivial example
    return x + y

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

Nếu bạn bỏ qua loại trả về, ví dụ: Bằng cách viết

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

Tất nhiên, hàm được biên dịch cho kết quả dự kiến:

Và nếu chúng tôi chỉ định

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

>>> f(2**31, 2**31 + 1)
1

Gọi và nội tuyến các chức năng khác

Các chức năng được biên dịch Numba có thể gọi các chức năng được biên dịch khác. Các cuộc gọi chức năng thậm chí có thể được in trong mã gốc, tùy thuộc vào heuristic của trình tối ưu hóa. Ví dụ:

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

Bộ trang trí

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

Thông số kỹ thuật chữ ký

Chữ ký

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

• from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  1 là loại chức năng trả về không trả lại gì (thực sự trả về

  from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  2 khi được gọi từ Python)

• from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  3 và

  from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  4 là các số nguyên có kích thước con trỏ (được ký và không dấu, tương ứng)

• from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  5 và

  from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  6 tương đương với C

  from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  7 và

  from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  8 Các loại số nguyên

• from numba import jit, int32
  
  @jit(int32(int32, int32))
  def f(x, y):
      # A somewhat trivial example
      return x + y
  

  9,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  0,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  1,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  2,

  >>> f(1, 2)
  3
  >>> f(1j, 2)
  (2+1j)
  

  8,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  4,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  5,

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  6 là số nguyên có chiều rộng cố định của chiều rộng bit tương ứng (đã ký và không dấu)

• >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  7 và

  >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  8 là các số nổi chính xác đơn và kép, tương ứng

• >>> f(2**31, 2**31 + 1)
  1
  

  9 và

  @jit
  def square(x):
      return x ** 2
  
  @jit
  def hypot(x, y):
      return math.sqrt(square(x) + square(y))
  

  0 lần lượt là các số phức đơn và kép, tương ứng

• Các loại mảng có thể được chỉ định bằng cách lập chỉ mục bất kỳ loại số nào, ví dụ:

  @jit
  def square(x):
      return x ** 2
  
  @jit
  def hypot(x, y):
      return math.sqrt(square(x) + square(y))
  

  1 cho một mảng chính xác đơn một chiều hoặc

  @jit
  def square(x):
      return x ** 2
  
  @jit
  def hypot(x, y):
      return math.sqrt(square(x) + square(y))
  

  2 cho một mảng hai chiều của số nguyên 8 bit.

Tùy chọn biên dịch

Một số đối số chỉ có từ khóa có thể được chuyển cho trình trang trí

>>> f(1, 2)
3
>>> f(1j, 2)
(2+1j)

________ 44¶

Numba có hai chế độ biên dịch: chế độ Nopython và chế độ đối tượng. Cái trước tạo ra mã nhanh hơn nhiều, nhưng có những hạn chế có thể buộc tê liệt trở lại sau này. Để ngăn chặn Numba rơi trở lại, và thay vào đó lại gây ra lỗi, hãy vượt qua

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit(nopython=True)
def f(x, y):
    return x + y

________ 46¶

Bất cứ khi nào Numba tối ưu hóa mã Python với mã gốc chỉ hoạt động trên các loại và biến gốc (thay vì các đối tượng Python), không cần phải giữ khóa phiên dịch toàn cầu Python (GiL). Numba sẽ phát hành GIL khi nhập chức năng được biên dịch như vậy nếu bạn vượt qua

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit(nogil=True)
def f(x, y):
    return x + y

Mã chạy với GiL được phát hành đồng thời với các luồng khác thực thi mã Python hoặc Numba (cùng một hàm được biên dịch hoặc một chuỗi khác), cho phép bạn tận dụng các hệ thống đa lõi. Điều này sẽ không thể xảy ra nếu hàm được biên dịch ở chế độ đối tượng.object mode.

Khi sử dụng

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

________ 49¶

Để tránh thời gian biên dịch mỗi lần bạn gọi chương trình Python, bạn có thể hướng dẫn Numba viết kết quả biên dịch chức năng vào bộ đệm dựa trên tệp. Điều này được thực hiện bằng cách vượt qua

@jit(nopython=True)
def f(x, y):
    return x + y

@jit(cache=True)
def f(x, y):
    return x + y

________ 51¶

Cho phép tự động song song hóa (và tối ưu hóa liên quan) cho các hoạt động đó trong hàm được biết là có ngữ nghĩa song song. Để biết danh sách các hoạt động được hỗ trợ, hãy xem tự động song song với @JIT. Tính năng này được bật bằng cách vượt qua

@jit(nopython=True)
def f(x, y):
    return x + y

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit(nopython=True)
def f(x, y):
    return x + y

@jit
def square(x):
    return x ** 2

@jit
def hypot(x, y):
    return math.sqrt(square(x) + square(y))

@jit(nopython=True, parallel=True)
def f(x, y):
    return x + y