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Zip::par_map_collectを使った、より効率的なコードを追記しました

2021/04/09 23:37

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@@ -219,3 +219,127 @@
 }
 ```
+**追記（2021年4月10日）**
+上で紹介した方法は、`collect()`のたびに新しい`Vec<_>`を作るため、ご質問の元のコードに比べて、その分が余分な処理になっています。
+ndarrayのドキュメントをもう少し読んでみたところ、もっと効率の良いやり方があることに気づきました。以下の2点を組み合わせます。
+* `par_windows()`ではなく、`c`のndarrayスライスを2つ作って`Zip`で対にする
+* `Zip`の`par_map_collect()`を使用する。これは、Rayonの並列イテレーター作成 → `map` → `collect`をまとめてやってくれる。
+この方法ならコードが簡単になるうえ、`Vec<_>`を作る必要がないので効率よく処理できるはずです。
+まず、`par_map_collect()`を使うためにndarrayを最新の0.15.xにします。また`rayon`フィーチャーを指定します。
+```toml
+# Cargo.tomlを修正する
+[dependencies]
+ndarray = { version = "0.15.1", features = ["rayon"] }
+```
+`use`文と`cal_v()`関数を修正します。
+```rust
+use ndarray::{arr3, s, Array3, Zip};
+fn cal_v(c: &Array3<f32>, dt: f32) -> Array3<f32> {
+    let c_len0 = c.shape()[0];
+    // 1つ目のスライスは１次元目（time）の最初の要素から、最後の1つ前の要素まで
+    let c_before = c.slice(s![..(c_len0 - 1), .., ..]);
+    // 2つ目のスライスは１次元目（time）の2番目の要素から、最後の要素まで
+    let c_now = c.slice(s![1.., .., ..]);
+    // 2つのスライスをzipして、par_map_collectで並列処理する
+    Zip::from(c_before)
+        .and(c_now)
+        .par_map_collect(|before, now| (before - now) / dt)
+}
+```
+ただし、この方法を使うと、ご質問のコードとは異なり、計算結果`v`の１次元目の最初の要素（値が全て`0`）が作られなくなります。つまり、以下の`main()`関数の`expected`のコメントアウトした行のデータがなくなります。
+```rust
+fn main() {
+    let c = arr3(&[
+        [[1.0, -2.0, 3.0], [-1.0, 2.0, -3.0]],
+        [[6.0, -5.0, 4.0], [-9.0, 8.0, -7.0]],
+        [[-12.0, 11.0, -10.0], [15.0, -14.0, 13.0]],
+    ]);
+    let v = cal_v(&c, 0.25);
+    println!("{}", v);
+    let expected = arr3(&[
+        // [[0.0, 0.0, 0.0], [0.0, 0.0, 0.0]], // この要素は作られなくなる
+        [[-20.0, 12.0, -4.0], [32.0, -24.0, 16.0]],
+        [[72.0, -64.0, 56.0], [-96.0, 88.0, -80.0]],
+    ]);
+    assert_eq!(v, expected);
+}
+```

誤字を修正しました

2021/04/09 23:37

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tatsuya6502

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@@ -6,7 +6,7 @@
-そこで、今回は`c`の`Array3<f32>`をまず`Vec<ArrayView2D<&f32>>`に変換し、そこからRayonの`par_windows()`を使って2要素ずつの並列イテレーターを作ることにします。
+そこで、今回は`c`の`Array3<f32>`をまず`Vec<ArrayView2<&f32>>`に変換し、そこからRayonの`par_windows()`を使って2要素ずつの並列イテレーターを作ることにします。

不要な型注釈（v: Array3<_>）を削除しました

2021/04/09 16:10

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tatsuya6502

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@@ -106,7 +106,7 @@
     // Vec<Array2<f32>>をArray3<f32>に変換する。もっと簡単に書く方法があるかも
-    let mut v: Array3<_> = Array::zeros(c.raw_dim());
+    let mut v = Array::zeros(c.raw_dim());
     for (time, now_v) in v_array2_vec.into_iter().enumerate() {
@@ -170,7 +170,7 @@
     // Vec<Array2<f32>>をArray3<f32>に変換する。もっと簡単に書く方法があるかも
-    let mut v: Array3<_> = Array::zeros(c.raw_dim());
+    let mut v = Array::zeros(c.raw_dim());
     for (time, now_v) in v_array2_vec.into_iter().enumerate() {

誤字を修正しました

2021/04/09 15:10

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tatsuya6502

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@@ -4,7 +4,7 @@
 ndarrayはCargo.tomlで`rayon`フィーチャーを指定すると、`Array3`などに`par_iter()`メソッドが追加され、直接Rayonの並列イテレーターを作れるようになります。ところが、ご質問のコードではこのフィーチャーは使えません。なぜなら`for`の1回のループ内でアクセスする要素（ndarrayのスライス）が1つではなく、`time - 1`と`time`で指定した2つだからです。Rayonにはこういう複数の要素ずつイテレートするために、`par_windows()`が用意されていますが、ndarrayの`rayon`フィーチャーは`par_windows()`をサポートしていません。
 そこで、今回は`c`の`Array3<f32>`をまず`Vec<ArrayView2D<&f32>>`に変換し、そこからRayonの`par_windows()`を使って2要素ずつの並列イテレーターを作ることにします。

誤字を修正しました。

2021/04/09 15:07

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tatsuya6502

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@@ -56,7 +56,7 @@
-次に`par_iter()`による並列計算です。
+次に`par_windows()`による並列計算です。
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-最後に`Vec<Array2<f32>>`から`Array3<f32>`に変換します。が、私はndarrayを使うのが初めてなことがあり、簡単に書く方法がわかりませんでした。しかたがないので`for`と`assign`で変換しています。
+最後に`Vec<Array2<f32>>`から`Array3<f32>`に変換します。が、私はndarrayを使うのが初めてなことがあり、簡単に書く方法がわかりませんでした。しかたがないのでご質問のコードを真似て`for`と`assign`で変換しています。