numExpr:临时变量或重复的子表达

Question

如果同一子表达出现在一个 numexpr 表达式中的多个位置中，是否会被多次重新计算（或者数字足够聪明，可以检测到这一点并重复使用结果）？

有什么方法可以在数字表达式中声明临时变量？这将有两个目标：

1. 鼓励NumExpr考虑缓存和重新利用而不是重新计算结果；
2. 简化表达式（使源代码易于阅读和维护）。

我正在尝试计算 f（g（x））其中 f 和 g 本身都是复杂的表达式（例如，对于像素 - 基于主题分类， f 是涉及多个阈值的嵌套决策树， g 是一组归一化的差异比例，而 x 是多个频段栅格图像）。

Answer 1

是的，如果在数字表达式中重复一个子表达，则不会重新计算。

可以通过用numexpr.evaluate(expr)替换numexpr.disassemble(numexpr.NumExpr(expr))来验证这一点。

例如，表达式"where(x**2 > 0.5, 0, x**2 + 10)"被编译为以下类型

y = x*x
t = y>0.5
y = y+10
y[t] = 0

（注意乘法仅出现一次，而不是两次。）

因此，最好将整个计算作为单个数字表达输入。避免在Python中执行子计算（将中间结果或临时变量分配到Numpy阵列中），因为这只会增加内存使用情况并破坏Numexpr的优化/加速度（这与执行CPU-CACHE大小块中的完整计算序列有关内存延迟）。

尽管如此，可以使用字符串替换来格式化更可读的代码：

f = """where({g} > 0.5,
             0,
             {g} + 10)"""
g = "x**2"
expr = f.format(g=g)