iPhone上的线性代数（使用Python / NumPy？）

Question

这学期，我正在将一种压缩感知算法实现为iPhone应用程序。为此，我需要一些好的矩阵/线性代数库。我对iOS和Python都有点陌生，并寻求帮助来评估我的选择。

我知道iPhone有Accelerate框架，其中包括vecLib、BLAS和LAPACK，但我不熟悉它们的API（而且它们看起来相当令人困惑）。

我尝试过Python/numpy，并且我非常喜欢它的简单易用性——如果可以选择，我更愿意使用numpy而不是Accelerate。

我知道可以嵌入Python，但我自己却没有什么成功经验。我尝试在XCode项目中包含Enthought的EPD.framework，但大约花了一个小时玩耍后也没能让它工作。我想编译numpy会更糟糕。

作为另一种选择，我能否使用Cython (http://cython.org/) 生成C文件，然后从那里调用函数呢？我也尝试过这个，但是在包含一个.so库并调用它时遇到了更多问题。是否有任何方法让Cython生成.c和.h文件？这些.c和.h文件是否仍然依赖于numpy？

我读过一些关于PyInstaller和freeze.py的文章。这两者能帮助我吗？

除了Accelerate或Python+numpy之外，还有其他选择吗？Python+numpy是一个好的选择吗，还是很难编译/构建？Cython是一个有效的解决方案吗？

谢谢！

- Scott

Answer 1

新版的Swift编程语言与iOS 8一起使用，可以编写类似Python/Matlab的高级代码。因此，开发了一个名为swix的框架，它包装了Accelerate(/BLAS/Lapack等)框架。

完全利用Accelerate框架的代码片段：

var N = 10
var x = ones(N) * pi
var y = ones(N) * phi
var result = (x+y+4)*x

这段代码可以编译iPhone/iOS。安装的完整细节在swix文档中有详细介绍。

- Scott

Answer 2

花点时间学习Accelerate命令。如果你正在做复杂的数学运算，这些函数是你想要使用的。它们更快，无限可能继续得到支持和调整以适应未来的硬件，而且它们使用的能量比朴素的解决方案少。

- Benjamin Mayo

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问题是：“除了Accelerate或Python+numpy之外，还有其他选项吗？Python+numpy是一个好选择吗？编译/构建会很困难吗？Cython是一个有效的解决方案吗？”这个答案并没有回答问题。 - Noob Saibot

奇怪的是，楼主接受了它...不确定为什么。 - Erik Kaplun

Answer 3

使用Swift并访问加速框架后，没有必要费力去运行Python。使用正确的框架，您可以使用类似于Python / numpy的语法编写高级和高效的iOS代码，并且性能将显着优于在iOS上运行numpy。

正如其他人已经发布的那样，有各种库试图“包装”加速框架以提供具有可访问API的高性能。作为另一种答案中swix库的替代方案，我使用Upsurge框架取得了巨大成功。针对您可能使用的操作类型，Upsurge可能具备您所需的所有内容。

它提供了易于使用和详细的接口，用于各种加速功能;矩阵，卷积，FFT，线性代数，数学等。它还支持许多这些操作自己的自定义张量类型。我发现与在它们之间进行选择时的swix相比，最大的优势是Upsurge没有依赖于OpenCV，也不需要任何桥接头文件(它是用纯Swift编写的)，这使得调试更容易对我来说。

话虽如此，它们都是很棒的框架，任何一个都可以满足您的需求。我会查看两者，并查看哪一个更适合您的需求。

- hyperdelia

Answer 4

有一些库可以在iOS上使用Python。这些库是Kivy和Beeware。这些库中的整个应用程序都是用Python编写的。

Kivy

• 没有本地GUI--应用程序看起来像“Kivy”
• 无法调用本地系统API
• 这是一个比Beeware更成熟的项目

Beeware

• 具有本地外观的GUI
• 可以调用本地系统API
• (一个较新的项目；不太成熟)

对于Kivy，请查看kivy-ios和GitHub项目，对于Beeware，请查看python-ios-template。

- Scott