ในเนื้อหา numpy บทที่ 39 ได้อธิบายถึงการบันทึกอาเรย์ลงไฟล์ https://phyblas.hinaboshi.com/numa39

แต่ว่านอกจากวิธีนั้นแล้วยังมีอีกวิธีที่น่าสนใจ นั่นคือบันทึกในรูปแบบไฟล์ hdf5

hdf คือรูปแบบการจัดเก็บไฟล์แบบไบนารีชนิดหนึ่ง ปัจจุบันใช้รุ่นที่เรียกว่า hdf5 ชื่อสกุลไฟล์มักเขียนเป็น .h5

สามารถใช้ในไพธอนได้โดยใช้มอดูล hdf5 ซึ่งสามารถติดตั้งได้ง่ายด้วย pip

pip install h5py

จากนั้นก็สามารถใช้ได้ทันที มอดูลนี้ที่จริงนอกจากเรื่องบันทึกและเปิดไฟล์แล้วก็ยังใช้ทำอะไรอย่างอื่นได้อีก แต่ในที่นี้จะไม่พูดถึง จะอธิบายแค่เรื่องการใช้เพื่อบันทึกและเปิดไฟล์เท่านั้น

การใช้งานจะคล้ายกับการใช้คำสั่ง np.savez ของ numpy คือใช้เซฟหลายอาเรย์ลงในไฟล์เดียว แต่มีวิธีการเขียนที่ยุ่งยากกว่าหน่อย

เริ่มจากการบันทึกอาเรย์ลงไฟล์ เขียนได้ดังนี้

import h5py
import numpy as np

xx = np.random.random(1000000)
yy = np.random.random([1000,1000])
h5f = h5py.File('hy.h5','w')
h5f.create_dataset('x',data=xx)
h5f.create_dataset('y',data=yy)
h5f.close()

ขั้นตอนเริ่มจากเปิดไฟล์ขึ้นมาด้วย h5py.File จากนั้นก็ทำการบันทึกไฟล์ โดยปิดท้ายจะต้องปิดไฟล์ด้วยเมธอด .close ด้วย คล้ายกับคำสั่งเปิดปิดไฟล์ด้วย open ซึ่งเป็นฟังก์ชันพื้นฐานของไพธอน (รายละเอียด https://phyblas.hinaboshi.com/tsuchinoko17)

ดังนั้นจะเขียนในรูป with ก็ได้เช่นกัน เพื่อความสะดวกไม่ต้องพะวงเรื่องปิดไฟล์ตอนท้าย ดังนั้น ๔ บรรทัดสุดท้ายนั้นอาจเขียนแทนด้วย ๓ บรรทัดตามนี้

with h5py.File('hy.h5','w') as h5f:
    h5f.create_dataset('x',data=xx)
    h5f.create_dataset('y',data=yy)

อาร์กิวเมนต์ตัวแรกคือที่อยู่และชื่อของไฟล์ ส่วนตัวที่ ๒ คือชนิดของการเปิดไฟล์ ในที่นี้เปิดเพื่อเขียน ดังน้นคือ w

ในระหว่างที่ไฟล์เปิดอยู่ก็ใช้เมธอด .create_dataset เพื่อป้อนข้อมูลลงไฟล์ โดยอาร์กิวเมนต์ตัวแรกคือชื่อของชุดข้อมูล ตั้งเป็นอะไรก็ได้ จากนั้นใส่อาเรย์ที่ต้องการบันทึกลงไปที่คีย์เวิร์ด data



จากนั้นเวลาเปิดอ่านไฟล์ก็ทำในลักษณะคล้ายกัน คือใช้ h5py.File เหมือนกัน แต่เลือกโหมดเป็น r หรือจะไม่ใส่ r ก็ได้เพราะ r คือค่าตั้งต้นอยู่แล้ว

เวลาที่อ่านข้อมูลจากไฟล์ก็เปิดในลักษณะเช่นเดียวกับดิกชันนารี คือใส่ชื่อของชุดข้อมูล แต่จะต้องต่อด้วย [:] ลงไปด้วย ไม่เช่นนั้นข้อมูลจะยังไม่ถูกอ่านเข้าไปในตัวแปรทันที

เขียนได้ดังนี้

h5f = h5py.File('hy.h5')
xx = h5f['x'][:]
yy = h5f['y'][:]
h5f.close()

สำหรับเรื่องความเร็วนั้นลองมาทดสอบกันดู

เขียนโปรแกรมสำหรับเปรียบเทียบความเร็วของการใช้วิธีการต่างๆในการบันทึก โดยจะเปรียบเทียบที่อาเรย์ขนาดต่างๆกันด้วย เพราะผลที่ได้อาจไม่เหมือนกัน

ในที่นี้มี ๔ วิธี คือใช้ np.save np.savez h5py และ fits สกุลไฟล์ คือ .npy .npz .h5 และ .fits

คำสั่ง np.save จะบันทึกแยกไฟล์ ไฟล์ละอาเรย์ ส่วน np.savez จะเป็นการบันทึกรวมกี่อาเรย์ก็ได้ในไฟล์เดียว เช่นเดียวกับ h5

ส่วน fits เป็นไฟล์ข้อมูลไบนารีรูปแบบนึง สามารถบันทึกและเปิดได้ผ่านมอดูล astropy แต่ในที่นี้จะไม่อธิบายรายละเอียด แค่จะยกมาใช้เทียบเฉยๆ

เขียนได้ดังนี้ สามารถดูแล้วเปรียบเทียบลักษณะการเขียนของแต่ละวิธีไปด้วยได้

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import time,h5py,os
from astropy.io import fits

chuefile = 'xy'

def saveh5f(x,y,n):
    h5f = h5py.File(chuefile+'%d.h5'%n,'w')
    h5f.create_dataset('x',data=x)
    h5f.create_dataset('y',data=y)
    h5f.close()

def savenpy(x,y,n):
    np.save(chuefile+'_x%d.npy'%n,x)
    np.save(chuefile+'_y%d.npy'%n,y)

def savenpz(x,y,n):
    np.savez(chuefile+'%d.npz'%n,x=x,y=y)

def savefits(x,y,n):
    if(os.path.isfile(chuefile+'%d.fits'%n)): os.remove(chuefile+'%d.fits'%n)
    fits.HDUList([fits.PrimaryHDU(x),fits.ImageHDU(y)]).writeto(chuefile+'%d.fits'%n)



for f in [saveh5f,savenpy,savenpz,savefits]:
    ttt = []
    ttt_std = []
    nnn = 10**np.arange(3,9)
    for n in nnn:
        x = np.random.random(n)
        y = np.random.random(int(n/10))
        tt = []
        for i in range(5):
            t1 = time.time()
            f(x,y,n)
            tt.append(time.time()-t1)
        ttt.append(tt)
    ttt = np.log10(np.array(ttt))
    std = np.array(ttt).std(1)
    mean = np.array(ttt).mean(1)
    nnn = np.log10(nnn)
    plt.plot(nnn,mean)
    plt.fill_between(nnn,mean-std,mean+std,alpha=0.3)

plt.xlabel('log(จำนวนข้อมูล)',family='Tahoma')
plt.ylabel('log(เวลา)',family='Tahoma')
plt.legend(['h5','npy','npz','fits'])
plt.show()

จากผลการวัดจะเห็นได้ว่าใช้ h5 จะช้ากว่าใช้ npy ถ้าขนาดอาเรย์เล็ก แต่จะกลายเป็นเร็วพอๆกันขึ้นมาเมื่อขนาดอาเรย์ใหญ่

แต่ h5 จะสะดวกกว่าเพราะเก็บอาเรย์ทั้งหมดลงในไฟล์เดียว เหมือนกับ npz แต่ว่าหากใช้ npz จะช้ากว่า ดังนั้นใช้ h5 จึงคุ้ม



จากนั้นลองเปรียบเทียบตอนเปิดอ่านข่้อมูลดู

def loadh5f(n):
    with h5py.File(chuefile+'%d.h5'%n,'r') as h5f:
        x = h5f['x'][:]
        y = h5f['y'][:]
    return x,y

def loadnpy(n):
    x = np.load(chuefile+'_x%d.npy'%n)
    y = np.load(chuefile+'_y%d.npy'%n)
    return x,y

def loadnpz(n):
    xy = np.load(chuefile+'%d.npz'%n)
    return xy['x'],xy['y']

def loadfits(n):
    hdulist = fits.open(chuefile+'%d.fits'%n)
    return hdulist[0].data,hdulist[1].data

for f in [loadh5f,loadnpy,loadnpz,loadfits]:
    ttt = []
    ttt_std = []
    nnn = 10**np.arange(3,9)
    for n in nnn:
        tt = []
        for i in range(5):
            t1 = time.time()
            x,y = f(n)
            tt.append(time.time()-t1)
        ttt.append(tt)
    ttt = np.log10(np.array(ttt))
    std = np.array(ttt).std(1)
    mean = np.array(ttt).mean(1)
    nnn = np.log10(nnn)
    plt.plot(nnn,mean)
    plt.fill_between(nnn,mean-std,mean+std,alpha=0.3)

plt.xlabel('log(จำนวนข้อมูล)',family='Tahoma')
plt.ylabel('log(เวลา)',family='Tahoma')
plt.legend(['h5','npy','npz','fits'])
plt.show()

ผลที่ได้จะเห็นว่า h5 ช้ากว่า npy เฉพาะตอนอาเรย์เล็ก แต่เร็วพอๆกันตอนอาเรย์ใหม่ และ npz ก็ช้าสุดอีกเช่นกัน

แต่ที่เร็วสุดกลับเป็น fits ซึ่งไม่ว่าข้อมูลจะใหญ่แค่ไหนก็ใช้เวลาไม่ค่อยต่างกัน



โดยสรุปก็คือ ข้อดีของการใช้ h5py ก็คือสามารถบันทึกและเปิดไฟล์ที่ประกอบด้วยอาเรย์ทีละหลายตัวได้เหมือนกับ np.savez แต่มีความเร็วเท่ากับ np.save ดังนั้นเหมาะที่จะใช้แทน np.savez



อ้างอิง

~ 自我介绍 ~

目录

从日本来的名言

python 模块 -- numpy -- matplotlib -- pandas -- manim -- opencv -- pyqt -- pytorch 机器学习 -- 神经网络

javascript

蒙古语

语言学

maya

概率论

与日本相关的日记

与中国相关的日记 -- 与北京相关的日记 -- 与香港相关的日记 -- 与澳门相关的日记

与台湾相关的日记

与北欧相关的日记

与其他国家相关的日记

qiita

其他日志

按类别分日志

==เลือกหมวด== ดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์ -ความน่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ -เขียนโปรแกรม --python ---numpy ---scipy ---matplotlib ---pandas ---manim ---pyqt ---sklearn ---pytorch ---mayapython --ruby --javascript --dart --MATLAB --SQL --regex --opencv -shell -3D --maya --MMD -microsoft_office -pdf -ปัญญาประดิษฐ์ --โครงข่ายประสาทเทียม --สเตเบิลดิฟฟิวชัน ---comfyui -การสุ่ม ภาษาศาสตร์ -ตัวอักษร -เรียนภาษา -หลักเกณฑ์การทับศัพท์ -ภาษาจีน --ภาษาจีนกลาง -ภาษาญี่ปุ่น -ภาษามองโกล -ภาษาลาว -ภาษาเขมร ประวัติศาสตร์ -ประวัติศาสตร์จีน -ประวัติศาสตร์ญี่ปุ่น ปรัชญา ประเทศจีน -จีนแผ่นดินใหญ่ --ปักกิ่ง --เทียนจิน --เหลียวหนิง --เหอเป่ย์ --เหอหนาน --ซานตง --ซานซี --อานฮุย --เจ้อเจียง --หูเป่ย์ --หูหนาน --ฝูเจี้ยน --กวางตุ้ง ---แต้จิ๋ว --ยูนนาน --ซินเจียง -ฮ่องกง -มาเก๊า -ไต้หวัน --ไทเป --จีหลง --เถาหยวน --ซินจู๋ --เหมียวลี่ --ไถจง --จางฮว่า --หยวินหลิน --เจียอี้ --ไถหนาน --เกาสยง --ผิงตง --อี๋หลาน ประเทศญี่ปุ่น -ฮกไกโด -อาโอโมริ -อิวาเตะ -มิยางิ -อากิตะ -ยามางาตะ -ฟุกุชิมะ -อิบารากิ -โทจิงิ -กุมมะ -ไซตามะ -จิบะ -โตเกียว -คานางาวะ -นีงาตะ -โทยามะ -อิชิกาวะ -ฟุกุอิ -ยามานาชิ -นางาโนะ -กิฟุ -ชิซึโอกะ -ไอจิ -มิเอะ -ชิงะ -เกียวโต -โอซากะ -เฮียวโงะ -นาระ -วากายามะ -โอกายามะ -ฮิโรชิมะ -ยามางุจิ -ฟุกุโอกะ -ซางะ -นางาซากิ -คุมาโมโตะ -โออิตะ ต่างแดน -อุษาคเนย์ --กัมพูชา --พม่า --สิงคโปร์ -ยุโรป --สวีเดน --เดนมาร์ก --ฟินแลนด์ -ออสเตรเลีย ท่องเที่ยว -มหาวิทยาลัย -พิพิธภัณฑ์ --พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ --หอศิลป์ -สวนสัตว์ --พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ -ท้องฟ้าจำลอง -ตึกระฟ้า -ปราสาท☑ --ปราสาทญี่ปุ่น --ปราสาทขอม --ปราสาทยุโรป -ศาสนสถาน --วัด --ศาลเจ้า --โบสถ์ --มัสยิด -สุสาน -มรดกโลก -ทะเล -ทะเลสาบ -ภูเขา -หิมะ -ดอกซากุระ -แมว -รถไฟ -เรือ -ตลาดกลางคืน -งานเทศกาล -ที่ระลึกภัยพิบัติ -ตามรอย บันเทิง -เกม --อาเตอลีเย --โปเกมอน --caligula --vn -อนิเมะ -มังงะ -นิยาย -เพลง --เพลงอนิเมะ --เพลงเกม เรื่องแต่ง บันทึก

　 查看日志

　 最近

　 推荐日志

各月日志

找更早以前的日志

ไทย

日本語

中文