numba安全版的itertools.combinations？

Question

我有一些代码，它循环处理了大量的 itertools.combinations现在是一个性能瓶颈。我正试图转向 numba's @jit(nopython=True) 以加快它的速度，但我遇到了一些问题。

首先，似乎numba不能处理 itertools.combinations 本身，按照这个小例子。

import itertools
import numpy as np
from numba import jit

arr = [1, 2, 3]
c = 2

@jit(nopython=True)
def using_it(arr, c):
    return itertools.combinations(arr, c)

for i in using_it(arr, c):
    print(i)

throw error:

numba.errors.TypingError: Failed in nopython mode pipeline (step: nopython frontend)
Unknown attribute 'combinations' of type Module(<module 'itertools' (built-in)>)

经过一些谷歌搜索，我发现 这个github问题 其中提问者提出了这个numba-safe函数来计算组合。

@jit(nopython=True)
def permutations(A, k):
    r = [[i for i in range(0)]]
    for i in range(k):
        r = [[a] + b for a in A for b in r if (a in b)==False]
    return r

利用这个函数，我可以很容易地筛选出组合。

@jit(nopython=True)
def combinations(A, k):
    return [item for item in permutations(A, k) if sorted(item) == item]

现在我可以运行这个 combinations 函数而不出错，并得到正确的结果。然而，现在用了 @jit(nopython=True) 比没有它。运行这个计时测试。

A = list(range(20))  # numba throws 'cannot determine numba type of range' w/o list
k = 2
start = pd.Timestamp.utcnow()
print(combinations(A, k))
print(f"took {pd.Timestamp.utcnow() - start}")

时钟在2. 6秒的情况下。numba @jit(nopython=True) 装饰者，而且在他们评论出来的情况下，一秒钟的时间不到1000。所以这对我来说也不是一个可行的解决方案。

Answer 1

在这种情况下，使用Numba并没有什么好处，因为 itertools.combinations 是用C写的。

如果你想对它进行基准测试，这里有一个Numba Python的实现，它是用C语言编写的。itertools.combinatiions 的。

@jit(nopython=True)
def using_numba(pool, r):
    n = len(pool)
    indices = list(range(r))
    empty = not(n and (0 < r <= n))

    if not empty:
        result = [pool[i] for i in indices]
        yield result

    while not empty:
        i = r - 1
        while i >= 0 and indices[i] == i + n - r:
            i -= 1
        if i < 0:
            empty = True
        else:
            indices[i] += 1
            for j in range(i+1, r):
                indices[j] = indices[j-1] + 1

            result = [pool[i] for i in indices]
            yield result

在我的机器上，这个速度是15倍左右的速度 itertools.combinations. 获取排列组合和过滤组合的速度肯定会更慢。