最近数値計算をpythonでやり始めた者です。
例えば
A.shape #(3,5,5)
B.shape #(3,)
の形をもつA,Bについて
numpy.array([ A[i,:,:] * B[i] for i in range(3)]).reshape(5,5)
を計算したいのですが、この方法では規模が大きくなると遅いような気がしています。
この操作をより速く動くように書く方法はないものでしょうか?
Benchmarkerを使って試してみました。サイズ10000*7*7を10000回回した結果、
A*np.array([[B]]).T
が一番早く15秒A * np.dstack(B).T
で516秒でした。とりあえず最も速かった A*numpy.array([[B]])
を使おうと思います。
ありがとうございました。
別のやり方を説明を兼ねて。
基本的に質問者様が行いたいのは要素積だと思います。numpy.arrayの要素積はnp.multiplyもしくは*で行えますが、今の場合、配列の次元が違うのが厄介です。
np.multiplyは高次元の配列Aと一次元配列Bを掛けあわせた場合には、配列Aの最後の軸とBの要素積を行う仕様になっているようです。具体的には、C[i,j,k,l] = A[i,j,k,l] * B[l]のような積を返します。
今の場合はC[i,j,k] = A[i,j,k] * B[i]という積を行いたいので、そのためには以下の様な方法が可能だと思います(これ以外にも方法はあるかもしれません)。
くらいでしょうか。
import numpy as np
A = np.random.rand(3,5,5)
B = np.random.rand(3)
#Method 1
print A*B[:,np.newaxis,np.newaxis]
print A*B[:,None,None]
print A * np.array([[B]]).T
print A*np.expand_dims(np.expand_dims(B,1),1)
#Method 2
print (A.T * B).T
#Method 3
print np.einsum('ijk,i->ijk',A,B)
手元で速度を比べてみましたが、A.shape = (10000, 7, 7)では、方法1,2,3はほぼ同じで、方法4だけ10倍程度遅かったです。
A * numpy.dstack(B).T
かA * np.array([[B]]).T
でしょうか。しかし、これらがリスト内包表記よりも速いかどうか…?numpy.array([ A[i,:,:] ...
ですが、np.array([a * b for a, b in zip(A, B)])
と書いてもよいかと思います。