Matrizes semelhantes a Fortran, como FArray (Float64, -1: 1, -7: 7, -128: 512) em Julia
Geralmente, ter uma matriz baseada em 1 para Julia é uma boa decisão, mas às vezes é desejável ter uma matriz semelhante a Fortran com índices que abranjam alguns sub-intervalos de ℤ:
julia> x = FArray(Float64, -1:1,-7:7,-128:512)
onde seria útil:
nos códigos que acompanham o livro Solução Numérica de Equações Diferenciais Parciais Hiperbólicas pelo prof. John A. Trangenstein estes índices negativos são usados intensivamente para células fantasmas para condições de contorno. O mesmo vale para Clawpack (significa “Conservation Laws Package”) do prof. Randall J. LeVequehttp://depts.washington.edu/clawpack/e existem muitos outros códigos onde tais índices seriam naturais. Assim, essa classe auxiliar seria útil para a tradução rápida de tais códigos.
Acabei de começar a implementar um tipo auxiliar, mas como sou muito novo para Julia, sua ajuda seria muito apreciada.
Eu comecei com:
type FArray
ranges
array::Array
function FArray(T, r::Range1{Int}...)
dims = map((x) -> length(x), r)
array = Array(T, dims)
new(r, array)
end
end
Saída:
julia> include ("FortranArray.jl")
julia> x = FArray(Float64, -1:1,-7:7,-128:512)
FArray((-1:1,-7:7,-128:512),3x15x641 Array{Float64,3}:
[:, :, 1] =
6.90321e-310 2.6821e-316 1.96042e-316 0.0 0.0 0.0 9.84474e-317 … 1.83233e-316 2.63285e-316 0.0 9.61618e-317 0.0
6.90321e-310 6.32404e-322 2.63285e-316 0.0 0.0 0.0 2.63292e-316 2.67975e-316
...
[:, :, 2] =
...
Como sou completamente novo em Julia, qualquer recomendação que leve a uma maior eficiência seria muito apreciada.
[Editar]
O tópico foi discutido aqui:
https://groups.google.com/forum/#!topic/julia-dev/NOF6MA6tb9Y
Durante a discussão, foram elaboradas duas formas de ter arrays Julia com base arbitrária: O uso de amostra baseado em SubArray é com uma função auxiliar:
function farray(T, r::Range1{Int64}...)
dims = map((x) -> length(x), r)
array = Array(T, dims)
sub_indices = map((x) -> -minimum(x) + 2 : maximum(x), r)
sub(array, sub_indices)
end
julia> y[-1,-7,-128] = 777
777
julia> y[-1,-7,-128] + 33
810.0
julia> y[-2,-7,-128]
ERROR: BoundsError()
in getindex at subarray.jl:200
julia> y[2,-7,-128]
2.3977385e-316
Por favor, note que os limites não são verificados totalmente mais detalhes estão aqui:https://github.com/JuliaLang/julia/issues/4044
No momento, o SubArray tem problemas de desempenho, mas eventualmente seu desempenho pode ser melhorado, veja também:
https://github.com/JuliaLang/julia/issues/5117
https://github.com/JuliaLang/julia/issues/3496
Outra abordagem que tem melhor desempenho no momento, além de verificar ambos os limites:
type FArray{T<:Number, N, A<:AbstractArray} <: AbstractArray
ranges
offsets::NTuple{N,Int}
array::A
function FArray(r::Range1{Int}...)
dims = map((x) -> length(x), r)
array = Array(T, dims)
offs = map((x) -> 1 - minimum(x), r)
new(r, offs, array)
end
end
FArray(T, r::Range1{Int}...) = FArray{T, length(r,), Array{T, length(r,)}}(r...)
getindex{T<:Number}(FA::FArray{T}, i1::Int) = FA.array[i1+FA.offsets[1]]
getindex{T<:Number}(FA::FArray{T}, i1::Int, i2::Int) = FA.array[i1+FA.offsets[1], i2+FA.offsets[2]]
getindex{T<:Number}(FA::FArray{T}, i1::Int, i2::Int, i3::Int) = FA.array[i1+FA.offsets[1], i2+FA.offsets[2], i3+FA.offsets[3]]
setindex!{T}(FA::FArray{T}, x, i1::Int) = arrayset(FA.array, convert(T,x), i1+FA.offsets[1])
setindex!{T}(FA::FArray{T}, x, i1::Int, i2::Int) = arrayset(FA.array, convert(T,x), i1+FA.offsets[1], i2+FA.offsets[2])
setindex!{T}(FA::FArray{T}, x, i1::Int, i2::Int, i3::Int) = arrayset(FA.array, convert(T,x), i1+FA.offsets[1], i2+FA.offsets[2], i3+FA.offsets[3])
getindex e setindex! Os métodos para o FArray foram inspirados no código base / array.jl.
Casos de uso:
julia> y = FArray(Float64, -1:1,-7:7,-128:512);
julia> y[-1,-7,-128] = 777
777
julia> y[-1,-7,-128] + 33
810.0
julia> y[-1,2,3]
0.0
julia> y[-2,-7,-128]
ERROR: BoundsError()
in getindex at FortranArray.jl:27
julia> y[2,-7,-128]
ERROR: BoundsError()
in getindex at FortranArray.jl:27