ArgMinMax

高效的 argmin & argmax（1 个函数）支持 SIMD（SSE、AVX(2)、AVX512¹、NEON¹）⚡

🚀 函数是泛型类型，因此可以用于 &[T] 或 Vec<T>，其中 T 可以是 f16²、f32²、f64³、i8、i16、i32、i64、u8、u16、u32、u64。

🤝 该 trait 对 slice、Vec、1D ndarray::ArrayBase⁴、apache arrow::PrimitiveArray⁵ 和 arrow2::PrimitiveArray⁶ 进行了实现。

⚡ 运行时 CPU 功能检测 用于选择当前 CPU 上最有效的实现。这意味着相同的二进制文件可以在不同的 CPU 上使用，无需重新编译。

👀 SIMD 实现不包含 if 检查，确保函数的运行时间与其输入数据的顺序无关（最佳情况 = 最坏情况 = 平均情况）。

🪄 对f16和uint的高效支持：通过（双射即对称）位运算，f16（可选¹）和uints转换为有序整数，允许使用整数SIMD指令。

¹ 对于 AVX512 和大多数 NEON，您应该启用（默认）"nightly_simd" 功能（需要nightly Rust）。
² 对于 f16，您应该启用 "half" 功能。
³ 对于 f32 和 f64，您应该启用（默认）"float" 功能。
⁴ 对于 ndarray::ArrayBase，您应该启用 "ndarray" 功能。
⁵ 对于 arrow::PrimitiveArray，您应该启用 "arrow" 功能。
⁶ 对于 arrow2::PrimitiveArray，您应该启用 "arrow2" 功能。

安装

将以下内容添加到您的 Cargo.toml

[dependencies]
argminmax = "0.6.1"

示例用法

use argminmax::ArgMinMax;  // import trait

let arr: Vec<i32> = (0..200_000).collect();  // create a vector

let (min, max) = arr.argminmax();  // apply extension

println!("min: {}, max: {}", min, max);
println!("arr[min]: {}, arr[max]: {}", arr[min], arr[max]);

特质

ArgMinMax

实现了对 ints、uints 和 floats 的支持（如果启用了 "float" 功能）。

提供以下功能

• argminmax：返回数组中最小和最大元素的索引。

处理NaN时，ArgMinMax 的函数会忽略NaN。更多信息请参阅 限制。

NaNArgMinMax

实现了对 floats 的支持（如果启用了 "float" 功能）。

提供以下功能

• nanargminmax：返回数组中最小和最大元素的索引。

处理NaN时，NaNArgMinMax 的函数返回第一个NaN的索引。更多信息请参阅 限制。

提示 💡：如果您知道数组中没有NaN，我们建议您使用 ArgMinMax，因为这应该比 NaNArgMinMax 快5-30%。

功能

• [默认] "nightly_simd"：启用非稳定SIMD内嵌函数的使用（AVX512 和大多数 NEON），这些只在nightly Rust中可用。
• [默认] "float"：支持 f32 和 f64 argminmax（使用NaN处理 - 见下文）。
• "half"：支持 f16 argminmax（通过使用 half crate）。
• "ndarray"：将 ArgMinMax 特质添加到 ndarray 的 Array1 和 ArrayView1。
• "箭头"：将 ArgMinMax 特性添加到 arrow 的 PrimitiveArray。

基准测试

在我的笔记本电脑上（AMD Ryzen 7 4800U，1.8 GHz，16GB RAM）使用 criterion 进行的基准测试表明，该函数的速度比标量实现快 3-20 倍（取决于数据类型）。

请参阅 /benches/results。

使用以下命令运行基准测试

cargo bench --quiet --message-format=short --features half | grep "time:"

测试

要运行测试，请使用以下命令

cargo test --message-format=short --all-features

局限性

该库处理 NaN 值！🚀

一些（较小的）局限性

• ArgMinMax 的函数忽略 NaN 值。
  • ❗ 当数组只包含 NaN 和/或无穷大时，可能会出现意外的行为（返回索引 0）。
• NaNArgMinMax 的函数返回第一个 NaN 的索引（如果有的话）。
  • ❗ 当使用多个 NaN 的位表示时，不能保证返回第一个 NaN。

致谢

本库的一些部分受到了 minimalrust 的 argmm 项目的杰出工作的启发。