Numpy 大文件的高效部分读取

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Numpy 大文件的高效部分读取

2024-05-23 17:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

Numpy 大文件的高效部分读取

Numpy 是一个开放源代码的 Python 扩展库,用于支持大量的维度数组与矩阵操作。Numpy 可以高效地执行各种数学运算,因此在数据科学领域被广泛使用。然而,当遇到大型的数据文件时,对其进行处理会非常耗时并且需要大量的内存空间。在这种情况下,需要一种高效的方式来部分读取大型 Numpy 文件。本文将探讨如何使用 Numpy 来高效地部分读取大型 Numpy 文件。

阅读更多:Numpy 教程

策略1:使用 memmap 函数

一个高效的方法是使用 Numpy 中的 memmap 函数。该函数允许将大型文件映射到内存中,同时在读取文件时只读取需要的部分,这大大减少了内存的使用情况。具体的步骤如下:

用模式 r+ 打开输出文件对象。 使用 np.memmap() 函数将数据文件映射到内存中。 对映射的内存块进行切片操作。 最后使用 np.delete() 函数解除内存映射。 import numpy as np # 内存映射文件 mmap = np.memmap('large_file.npy', dtype='int32', mode='r+', shape=(1000000, 1000)) # 从文件读取一个切片 partial_data = mmap[0:1000, 0:1000] # 释放内存映射 del mmap

使用这种方法,可以有效地将大型文件映射到内存中,并高效地读取其中需要的部分。

策略2:使用 Numpy 的 load 函数

Numpy 的 load 函数允许将 Numpy 文件加载到内存中,并返回一个 Numpy 数组。但是,当处理大型文件时,这种方法可能会使内存不足并导致程序崩溃。因此,我们可以使用 Numpy 的 memmap 函数和 load 函数结合起来部分读取大型 Numpy 文件。

start_pos = 0 end_pos = 1000 # 使用 memmap 函数将文件加载到内存中 mmap_arr = np.memmap("large_file.npy", dtype=np.float32, mode='r', shape=(1000000, 1000)) # 对内存块进行切片操作 sub_arr = mmap_arr[start_pos:end_pos, :] # 释放内存映射 del mmap_arr # 加载内存切片 data = np.load(sub_arr)

这种方法可以在只部分加载大型 Numpy 文件的同时减小内存压力,在处理大型数据集时非常有效。

总结

在大型数据集处理中,高效地部分读取大型 Numpy 文件可以极大地减少内存使用压力和程序运行时间,为我们节省大量的计算和存储成本。本文介绍了两种实用的方法:内存映射和 memmap 函数结合 load 函数,它们都是非常高效的工具,可以在处理大型数据集时发挥出其明显优势。



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