是否有类似于 Vector 和其他语言的 Haskell Repa 切片函数的使用？

Posted 2023-03-06

【中文标题】是否有类似于 Vector 和其他语言的 Haskell Repa 切片函数的使用？

【英文标题】：Is there usage of Haskell Repa slice function analogous to Vector and other languages?

【发布时间】：2018-11-26 01:40:00

【问题描述】：

我试图在 Haskell 中获得一个可用版本的多维数组，与 Python 和其他语言中的 numpy 数组相当。 我发现了有关如何为特定维度的数组编写自定义函数的其他问题，但我的目标更重要的是，得到Data.Vector 的slice 函数的类似行为，它很直观并且可以完成括号的工作 -其他语言的索引数组。

Vector 的slice 函数有类型 V.slice :: Int -> Int -> V.Vector a -> V.Vector a

所以切片向量v 就像

import Data.Vector as V
let v = V.fromList [1..10]
    i = 1
    j = 5
V.slice i j v

另一方面，Repa 的slice 具有类型

R.slice :: (R.Slice sl, R.Shape (R.FullShape sl), R.Source r e) => R.Array r (R.FullShape sl) e -> sl -> R.Array R.D (R.SliceShape sl) e

所以它需要一个 Repa 数组和一个形状并返回一个延迟数组。 我知道 Repa 不将整数作为索引，但我正在寻找将 slice 函数用于任意维度的一般用途，无论是使用 Repa 的 (Z :. i) 还是 ixn 维度规范。

我不是在寻找使用 traverse 的维度相关函数，并且不希望进入任何模板 haskell 来概括这一点，尽管如果不可能使用 slice 函数通常它就是它是。

那么问题来了：是否可以使用Repa 的slice 函数来获取多维数组的任意切片，例如numpy 的v[x1:x2,y1:y2] 或C++ @ 987654341@的matrix.block<p,q>(i,j)？

【问题讨论】：

numpy's v[x1:x2,y1:y2] 表示获取索引 (1,1), (1,2), (2,1), (2,2) 的元素并返回结果为 2 x 2 metrix ?

这意味着获取索引x1和x2之间的第一维（我称之为x）中的所有元素，以及y1和y2之间的第二维（y） .在 Python 中，您提到的那些元素将是 x1,x2 = y1,y2 = 1,3 或 v[1:3,1:3]，这实际上是一个 2x2 矩阵，因为 numpy 数组不包括最后一个索引。在 Haskell 中，V.slice 1 2 v 会对单个维度进行类似的操作，但是在 Repa 的教程或文档中并没有直接描述对 2 个或更多维度的操作

【参考方案1】：

我相信最接近的等价物是extract，它采用起始索引（如ix2 x1 y1）和大小（如ix2 (x2-x1) (y2-y1)）。

extract 的结果始终具有与输入相同的维度数，但每个维度的大小可以不同。 slice 的结果可以有不同数量的维度，但在任何给定维度中，它要么采用所有元素，要么只采用一个。 （基于Shape 和Slice 的实例。）

【讨论】：

谢谢。这似乎工作正常.. 与其他语言甚至 Vector.slice 相比仍然相当麻烦。我可以处理沿切片维度保持相同数量的维度和大小 1 的数组，这并不理想，但在没有 Repa.slice 的模拟使用的情况下可行。