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NuMojo

NuMojo 是爲 Mojo 🔥 設計的多維數組運算庫，類似 Python 中的 NumPy, SciPy。


關於本項目

NuMojo，旨在為 Mojo 語言生態系統提供數值計算和多維數組運算功能，類似於 NumPy、SciPy 和 Scikit 等數學庫在 Python 語言生態系統中所扮演的角色。

NuMojo 充分利用 Mojo 的潛力，包括向量化、並行化和 GPU 加速。目前，NuMojo 擴展了大部分 Mojo 標準庫中的數學函數，用以處理多維數組。

NuMojo 也可為其他需要高速數值計算、多維數組運算等功能的 Mojo 第三方庫提供基礎類型和函數。

注意：NuMojo 不是一個機器學習庫，它永遠不會在核心庫中包含機器學習算法。

目标及路线图

有關本項目詳細的路線圖，請參閱 Roadmap.md 文件（英文）。

我們的核心目標，是使用 Mojo 實現一個快速、全面的數值計算庫。以下是部分長期目標：

  • 原生 N 維數組類型
  • 向量化、並行化的數值運算
  • 線性代數
  • 數組操作：疊加、切片、拼合等
  • 微積分
  • 優化
  • 函數逼近和估值
  • 排序

使用方法

以下爲部分代碼實例：

import numojo as nm

fn main() raises:
    # 生成兩個 1000x1000 矩陣，數值隨機且爲 64 位浮點數
    var A = nm.random.randn[f64](shape=List[Int](1000, 1000))
    var B = nm.random.randn[f64](shape=List[Int](1000, 1000))

    # 根據字符串生成 3x2 矩陣，数據類型爲 32 位浮點數
    var X = nm.fromstring[f32]("[[1.1, -0.32, 1], [0.1, -3, 2.124]]")

    # 打印矩陣
    print(A)

    # 矩陣相乘
    var C = A @ B

    # 矩陣求逆
    var I = nm.inv(A)

    # 矩陣切片
    var A_slice = A[1:3, 4:19]

    # 提取矩陣元素
    var A_item = A.at(291, 141)

請在 此文檔 中查詢所有可用的函數。

安裝方法

Numojo 库可通过两種方法安裝並使用。

構建文件包

这種方法會構建一個獨立文件包 numojo.mojopkg。步骤爲：

  1. 克隆本倉庫。
  2. 在控制臺使用 mojo package numojo 命令構建文件包。
  3. 將 numojo.mojopkg 移動到包含代碼的目録中，即可使用。

將 NuMojo 路徑添加至編譯器和 LSP

這種方法不需要生成文件包，僅需在編譯時，通這以下命令指明 Numojo 的文件路徑：

mojo run -I "../NuMojo" example.mojo

這種方法自由度更高，允許你在調試你代碼的過程中修改 NuMojo 源碼。它適合想要爲本庫贡獻代碼的用户。

爲了使 VSCode 的 LSP （語言服務引擎）解析 numojo 庫，你可以：

  1. 進入 VSCode 的 Preference 頁面（偏好設置）。
  2. 選擇 Mojo › Lsp: Include Dirs
  3. 點擊 add item，並添加 NuMojo 源碼所在的路徑，例如 /Users/Name/Programs/NuMojo
  4. 重啓 Mojo LSP server

如此，VSCode 便可以提供 NuMojo 包的函數提示。