python - 在不同的 scipy ode 求解器之间互换

Question

我做了一个求解器，它可以在 scipy.integrate.ode 和 scipy.integrate.odeint 之间互换。这是代码。

def f(y,s,C,u,v):
    y0 = y[0] # u
    y1 = y[1] # u'
    y2 = y[2] # v
    y3 = y[3] # v'
    dy = np.zeros_like(y)
    dy[0] = y1
    dy[2] = y3

    C = C.subs({u:y0,v:y2})
    dy[1] = -C[0,0][0]*dy[0]**2\
            -2*C[0,0][1]*dy[0]*dy[2]\
            -C[0,1][1]*dy[2]**2
    dy[3] = -C[1,0][0]*dy[0]**2\
            -2*C[1,0][1]*dy[0]*dy[2]\
            -C[1,1][1]*dy[2]**2
    return dy

def solve(C,u0,s0,s1,ds,solver=None):
    from sympy.abc import u,v
    if solver == None: # use lsoda from scipy.integrate.odeint
        s = np.arange(s0,s1+ds,ds)
        print 'Running solver ...'
        return sc.odeint(f,u0,s,args=(C,u,v))
    else: # use any other solver from scipy.integrate.ode
        r = sc.ode(f).set_integrator(solver) # vode,zvode,lsoda,dopri5,dop853
        r.set_f_params(C,u,v)
        r.set_initial_value(u0)
        #t = []
        y = []
        print 'Running solver ...'
        while r.successful() and r.t <= s1:
            r.integrate(r.t + ds)
            y.append(r.y)#; t.append(r.t)
        return np.array(y)

我遇到的问题如下。如果我决定使用 scipy.integrate.odeint 中的求解器，则必须按照代码中的顺序指定 f 的参数。但是，如果我决定使用 scipy.integrate.ode 中的求解器，我必须更改函数参数的顺序 f(y,s,C,u,v) 到 f(s,y,C,u,v)，否则会报错

TypeError: 'float' object has no attribute '__getitem__'

如果我这样做，那么 scipy.integrate.odeint 会为定义为 f(s,y,C,u,v )。无论参数的顺序如何，我如何使用统一的 f 进行操作？

编辑:

总结一下问题:

scipy.integrate.ode 如果函数 f 定义为 f(s,y,C,u,v) 和 scipy.如果函数 f 定义为 f(y,s,C,u,v)，则 integrate.odeint 求解器会工作。为什么会发生这种情况，我该如何解决？

编辑:

Scipy -- 版本 0.16.0

Answer 1

Why is this occurring, and how I can I fix this?

它的发生是因为多年前做出的一个不幸的 API 设计决策。 odeint 和ode 类需要不同的系统签名才能求解。

您可以通过添加一个包装器来修复它，该包装器在您使用例如 ode 类时更改前两个参数的顺序。例如，您可以更改此内容:

    r = sc.ode(f).set_integrator(solver)

到

    r = sc.ode(lambda t, x, *args: f(x, t, *args)).set_integrator(solver)

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更新:在 SciPy 1.1.0 中，参数 tfirst 被添加到 scipy.integrate.odeint .默认值 tfirst=False 保持旧行为。对于 tfirst=True，odeint 需要 first 参数 func 为 t(即自变量)。通过使用 tfirst=True，相同的 func 可以与 ode、odeint 和更新的 一起使用solver_ivp.