F# 和 ILNumerics

如何解决F# 和 ILNumerics

我刚刚下载了 ilnumerics 的最新版本，可用于我的 F# 项目。是否可以在 F# 中利用这个库？我尝试过简单的计算，但看起来很麻烦（在 F# 中）。

我想设置一个有约束（甚至无约束）的优化问题。通常的 Rosenbrock 函数会做，然后我将使用我自己的函数。我什至很难定义一个数组。我可以定义的唯一类型的数组是 RetArray，例如使用此代码

let vector = ILMath.vector<float>(1.0,2.0)

编译器表示 vector 是一个 RetArray；我认为这是因为它是从函数返回的（即：ILMath.vector）。如果我定义另一个类似的向量，我可以 -e.g.- 求和向量，简单地写，例如

let a = ILMath.vector<float>(1.0,2.0)
let b = ILMath.vector<float>(3.2,2.2)
let c = a  + b

我明白了

RetArray<float> = seq [4.2; 4.2]

但是如果我尝试检索 c 的值，再次写入，例如在 FSI 中，

c;;

我明白

错误：未将对象引用设置为对象的实例。

在 F# 中使用 ilnumerics 的建议方法是什么？是否可以在 F# 中本地使用该库，或者我被迫从 C# 库调用我的 F# 代码以使用整个 ilnumerics 库？除了引用的问题之外，当我在 F# 中移植时，我在理解 ilnumerics 的基本逻辑方面存在问题。

例如，与示例代码中使用作用域的 C# 等效的 F# 是什么，如：

using (ILScope.Enter(inData)) { ...

}

解决方法

只是详细说明 brianberns 的回答，您可以做一些事情来让自己更轻松。

我个人不会走定义自定义运算符的路线 - 尤其是 overrides an existing one 的那个。相反，也许您应该考虑使用 computation expression 来处理 ILMath 类型。这将允许您隐藏很多丑陋之处，在使用使用非 F# 标准（例如隐式类型转换）的库时会出现这种情况。

我无法访问 ILMath，因此我刚刚实现了这些虚拟替代方案，以便编译我的代码。我怀疑你应该能够不复制它，其余的代码将按预期工作

module ILMath =
    type RetArray<'t> = { Values: 't seq }

    and Array<'t> = { OtherValues: 't seq } with
        static member op_Implicit(x: RetArray<_>) = { OtherValues = x.Values }
        static member inline (+) (x1,x2) = { Values = (x1.OtherValues,x2.OtherValues) ||> Seq.map2 (+) }

type ILMath =
    static member vector<'t>([<ParamArray>] vs : 't []) = { ILMath.Values = vs }

如果您之前从未见过或实现过计算表达式，您应该查看我参考的文档。基本上，它以您决定的方式在一些丑陋之上添加了一些不错的语法糖。我的示例实现只添加了 let!（脱糖到 Bind）和 return（脱糖到 Return，duh）关键字。

type ILMathBuilder() =
    member __.Bind(x: ILMath.RetArray<'t>,f) =
        f(ILMath.Array<'t>.op_Implicit(x))
    member __.Return(x: ILMath.RetArray<'t>) =
        ILMath.Array<'t>.op_Implicit(x)

let ilmath = ILMathBuilder()

这应该在顶层定义和实例化（ilmath 变量）。这允许你写

let c = ilmath {
    let! a = vector(1.0,2.0)
    let! b = vector(3.2,2.2)
    return a + b
}

当然，这个实现只增加了对很少事情的支持，并且要求，例如，总是返回一个 RetArray<'t> 类型的值。根据文档扩展 ILMathBuilder 类型是从这里开始的方法。

第二次访问 c 失败的原因是 ILNumerics 正在做一些非常不寻常的内存管理，它会在您可能意想不到的时候自动 releases the vector's memory。在 C# 中，这是通过从 vector 到 Array 的隐式转换来管理的：

// C#
var A = vector<int>(1,2,3);          // bad!
Array<int> A = vector<int>(1,3);   // good

F# 没有隐式类型转换，但您可以手动调用 op_Implicit 成员，如下所示：

open ILNumerics
open type ILMath   // open static class - new feature in F# 5

let inline (!) (x : RetArray<'t>) =
    Array<'t>.op_Implicit(x)

[<EntryPoint>]
let main argv =
    let a = !vector<float>(1.0,2.0)
    let b = !vector<float>(3.2,2.2)
    let c = !(a  + b)
    printfn "%A" c
    printfn "%A" c
    0

请注意，我创建了一个名为 ! 的内联辅助函数来简化此操作。每次在 F# 中创建 ILNumerics 向量时，都必须调用此函数将其转换为数组。（我知道这很丑陋，但我认为没有更简单的替代方法。）

要回答您的最后一个问题，等效的 F# 代码是：

use _scope = Scope.Enter(inData)
...

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解决方法

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