python - python中的高效符号函数，用于周期性边界条件

我有cython代码，可用来加速原本纯Python计算中的瓶颈。我在长度为Lbox的周期框中有一对点（此问题适合1d情况）。我需要计算y-x的符号，并且当周期性边界条件有效时，需要翻转该符号。

在没有PBC的情况下，以下问题提供了解决方案：Is there a standard sign function (signum, sgn) in C/C++?。该解决方案是我用来计算sgn函数的方法。

def sgn(x, y):
    """ If x > y, returns 1.
    If x < y, returns -1.
    If x == y, returns 0.
    """
    return (y < x) - (x < y)

如下所示，sgn_pbc函数返回正确的结果，但编写效率低下：sgn_pbc内的控制流是降低PBC版本速度的元凶。如何以类似于sgn函数的方式编写sgn_pbc，从而避免笨拙的控制流程？

def sgn_pbc(x, y, Lbox):
    d = abs(x-y)
    if d <= Lbox/2.:
        return sgn(x, y)
    else:
        return -1*sgn(x, y)

最佳答案

第一，

-1*sgn(x, y) == sgn(y, x)

然后，

def sgn_pbc(x, y, Lbox):
    d = abs(x-y)
    if d <= Lbox/2.:
        return sgn(x, y)
    else:
        return sgn(y, x)

同样在Python中，函数调用是最昂贵的操作。您可以内联sgn。

def sgn_pbc(x, y, Lbox):
    d = abs(x-y)
    if d <= Lbox/2.:
        return (y < x) - (x < y)
    else:
        return (x < y) - (y < x)

但是随后if可以（大部分）重写为：

def sgn_pbc(x, y, Lbox):
    d = abs(x-y)
    w = sgn(Lbox/2., d)
    return  w * sgn(x, y)

再次，内联sgn

def sgn_pbc(x, y, Lbox):
    d = abs(x-y)
    w = sgn(Lbox/2., d)
    return  w * (y < x) - (x < y)

我之所以这么说，主要是因为d == Lbox/2.返回错误值的情况。

尚未计时。

关于python - python中的高效符号函数，用于周期性边界条件，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/31076878/