在不同的scipy ode求解器之间切换

Question

在不同的scipy ode求解器之间切换

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我做了一个求解器，可以在scipy.integrate.ode和scipy.integrate.odeint之间进行转换。下面是代码。

def f(y,s,C,u,v):
    y0 = y[0] # u
    y1 = y[1] # u'
    y2 = y[2] # v
    y3 = y[3] # v'
    dy = np.zeros_like(y)
    dy[0] = y1
    dy[2] = y3

    C = C.subs({u:y0,v:y2})
    dy[1] = -C[0,0][0]*dy[0]**2\
            -2*C[0,0][1]*dy[0]*dy[2]\
            -C[0,1][1]*dy[2]**2
    dy[3] = -C[1,0][0]*dy[0]**2\
            -2*C[1,0][1]*dy[0]*dy[2]\
            -C[1,1][1]*dy[2]**2
    return dy

def solve(C,u0,s0,s1,ds,solver=None):
    from sympy.abc import u,v
    if solver == None: # use lsoda from scipy.integrate.odeint
        s = np.arange(s0,s1+ds,ds)
        print 'Running solver ...'
        return sc.odeint(f,u0,s,args=(C,u,v))
    else: # use any other solver from scipy.integrate.ode
        r = sc.ode(f).set_integrator(solver) # vode,zvode,lsoda,dopri5,dop853
        r.set_f_params(C,u,v)
        r.set_initial_value(u0)
        #t = []
        y = []
        print 'Running solver ...'
        while r.successful() and r.t <= s1:
            r.integrate(r.t + ds)
            y.append(r.y)#; t.append(r.t)
        return np.array(y)

我遇到的问题如下。如果我决定使用scipy.integrate.odeint中的求解器，则必须按照代码中的顺序指定f的参数。但是，如果我决定使用scipy.integrate.ode中的求解器，则必须将函数f(y,s,C,u,v)的参数顺序更改为f(s,y,C,u,v)，否则会出现错误。

TypeError: 'float' object has no attribute '__getitem__'

如果我这样做，那么scipy.integrate.odeint针对定义为f(s,y,C,u,v)的f会生成相同的错误。无论参数的顺序如何，我该如何操作以使用统一的f？

编辑：

总结问题：

如果将函数f定义为f(s,y,C,u,v)，则scipy.integrate.ode求解器可以工作，如果将函数f定义为f(y,s,C,u,v)，则scipy.integrate.odeint求解器可以工作。为什么会发生这种情况？我该怎么修复？

编辑：

Scipy--版本0.16.0

- imranal

如果我交换s和y参数，求解器会尝试访问一个浮点数，就好像它是一个列表一样。这导致了上面的错误消息。 - imranal

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但是一般来说，为什么您需要使用odeint呢？odeint使用的求解器lsoda在ode中也是可用的。 - Igor Markelov

抱歉回复晚了。我最初使用的是odeint，但后来我想添加其他求解器的可能性（除了Lsoda）。此示例中显示的代码仅为整个代码的一部分。我想我之所以懒得更改代码，但也认为这个问题似乎很相关，因为这两个求解器具有不同的变量映射，这很奇怪。 - imranal

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Warren Weckesser · Accepted Answer

这是由于几年前不幸的API设计决策造成的。 odeint 和 ode 类需要不同的签名才能解决系统。

您可以通过添加一个包装器来修复它，当您使用ode类时改变前两个参数的顺序。例如，您可以将其更改为：

    r = sc.ode(f).set_integrator(solver)

为了

    r = sc.ode(lambda t, x, *args: f(x, t, *args)).set_integrator(solver)

更新: 在SciPy 1.1.0中，参数tfirst被添加到scipy.integrate.odeint。默认值为tfirst=False，保持旧行为。当tfirst=True时，odeint期望func的第一个参数是t（即自变量）。通过使用tfirst=True，相同的func可以用于ode、odeint和更新的solver_ivp。