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使用Taichi加速Python:快100倍以上!

时间:2023-03-20 14:19:39 科技观察

Python已经成为世界上最流行的编程语言,尤其是在深度学习、数据科学等领域。但是由于其解释型和执行型的特性,Python的低性能影响了它在计算密集型(比如多个for循环)场景中的作用,真是让人又爱又恨。如果你是一个经常需要使用Python进行密集计算的开发者,相信你一定有以下类似的经历:我的Python程序中有一个很大的for循环,循环体中全是密集计算。好慢。。。我的程序中只有一小部分计算是性能瓶颈。虽然可以用C++改写,然后绑定ctypes,但是会很麻烦,而且有在其他机器上无法编译的风险。.我希望所有的工作都可以在一个python脚本中完成!我曾经是一个忠实的C++/Fortran用户,但是最近身边越来越多的同学使用Python。我也想试试Python,但是很多祖传代码用Python重写后会慢100多倍。我不能接受。..我在工作中需要处理大量的图像数据,而OpenCV没有提供所需的图像处理功能。我只能手写doublefor循环。在Python中这样做真的很痛苦......如果你有类似的麻烦,那真的很值得了解Taichi。简单介绍一下:Taichi是一种嵌入Python的领域特定语言,其功能之一就是为Python提速。Taichi使用自己的编译器将@ti.kernel修饰的函数编译到各种硬件上,包括CPU和GPU,然后高性能地执行它们。(用户无需关心)Taichi的运行原理:Python代码通过Taichi编译器编译成高性能的二进制文件。由于Taichi开发者社区花了很多精力优化Python中的Taichi体验,Taichi的所有功能都可以在importtaichiasti中找到以备日后使用,Taichi本身也可以使用pip安装。当然,Taichi也可以与常用的Python包(numpy、matplotlib、PyTorch等)进行交互。在本文中,我们将通过三个计算示例来演示如何使用Taichi轻松将Python速度提高50倍以上。这三个例子是:1.计算素数的个数;2.动态规划求解最长公共子序列;3.求解反应扩散方程。