python - python numpy`函数数组(lambda函数)
问题描述
我已经定义了一个 python 类来计算微分方程系统的解决方案。这样做我定义了一个名为 Rhs (right and side) 的类,它应该代表 dy/dt(i-th) 的右侧和侧,这个类包含一个浮点值(初始时间、初始值、最终时间)和一个函数(函数数组)为了定义这个数组,我简单地定义了 3 个 lambda 函数来表示方程(i)并创建这个函数的 np.array
func1 = lambda t,u : 10 * (u[1] - u[0])
func2 = lambda t,u : 28 * u[0] - u[1] - u[0] * u[2]
func3 = lambda t,u : -8/3 * u[2] + u[0]*u[1]
然后以这种方式传递给rhs类:
func = np.array([func1,func2,func3])
y0 = np.array([1.,0.,0.])
problem3 = rhs.Rhs(func,0.0,100.0,y0,1000)
Rhs 类是这样的:
class Rhs:
def __init__(self, fnum : np.ndarray , t0: np.float, tf: np.float, y0 : np.array, n: int , fanal = None ):
self.func = fnum
Rhs.solution = fanal
self.t0 = t0
self.tf = tf
self.n = n
self.u0 = y0
def createArray(self):
'''
Create the Array time and f(time)
- the time array can be create now
- the solution array can be just initialize with the IV
'''
self.t = np.linspace(self.t0, self.tf, self.n )
self.u = np.array([self.u0 for i in range(self.n) ])
return self.t,self.u
def f(self,ti,ui):
return self.func(ti,ui)
def Df(self,ti,ui):
eps = 10e-6
return ((self.func(ti,ui)+eps) - self.f(ti,ui))/eps
这里的问题是当欧拉类调用函数时f
class Explicit:
def __init__(self, dydt: rhs.Rhs, save : bool=True, _print: bool=False, filename : str=None):
self.dydt = dydt
self.dt = (dydt.tf-dydt.t0)/dydt.n
self._print = _print
def solve(self):
self.time, self.u = self.dydt.createArray()
for i in range(len(self.time)-1):
self.u[i+1] = self.u[i] + self.dt*self.dydt.f(self.time[i],self.u[i])
Explicit.solved = True
print('here')
if self._print:
with open(filename) as f:
print('here')
for i in range(len(self.u)):
f.write('%.4f %4f %4f %4f' %(self.time ,self.u[0,i], self.u[1], self.u[2]))
if self.save:
return self.time,self.u
这里的问题是:这是将形状 = 1000,3 的向量 u 传递给函数的正确方法(为了使用应用于 lambda 函数系统中的 3 向量索引的 3 函数工作..)我是什么不明白为什么在 C++ 中我没有遇到这个问题看看这里:所有的类层次结构我不知道以哪种方式计算这个东西
这是错误:
Traceback (most recent call last):
File "drive.py", line 94, in <module>
main()
File "drive.py", line 63, in main
fet,feu = fwdeuler_p1.solve()
File "/home/marco/Programming/Python/Numeric/OdeSystem/euler.py", line 77, in solve
self.u[i+1] = self.u[i] + self.dt*self.dydt.f(self.time[i],self.u[i])
File "/home/marco/Programming/Python/Numeric/OdeSystem/rhs.py", line 44, in f
return self.func(ti,ui)
TypeError: 'numpy.ndarray' object is not callable
编辑感谢回复..但不幸的是没有:(这是错误消息:
drive.py:31: RuntimeWarning: overflow encountered in double_scalars
func2 = lambda t,u : 28 * u[0] - u[1] - u[0] * u[2]
drive.py:32: RuntimeWarning: overflow encountered in double_scalars
func3 = lambda t,u : -8/3 * u[2] + u[0]*u[1]
drive.py:31: RuntimeWarning: invalid value encountered in double_scalars
func2 = lambda t,u : 28 * u[0] - u[1] - u[0] * u[2]
/home/marco/Programming/Python/Numeric/OdeSystem/euler.py:77: RuntimeWarning: invalid value encountered in add
self.u[i+1] = self.u[i] + self.dt*self.dydt.f(self.time[i],self.u[i])
非常感谢你的帮助 !您有其他解决方案吗?
@LutzL 我不需要复制 u0 , self.u0 是 shape=3,self.u 应该是 1000,3 (1000 行) 3 列分别代表u[0],u[1],u[2]
方程(函数数组)中的如果我增加步数(减少增量)的方式
解决方案
这应该工作
def f(self,ti,ui):
return np.array([function(ti,ui) for function in self.func])
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