Rust插件库puruspe的使用,高效扩展Rust功能的轻量级模块

Rust插件库puruspe的使用,高效扩展Rust功能的轻量级模块

PURUSPE是一个纯Rust实现的特殊函数库(Pure Rust Special function library)。

特性

  • Gamma函数
  • Beta函数
  • 误差函数
  • 贝塞尔函数
  • 朗伯W函数
  • 道森函数

使用方法

在你的Cargo.toml中添加:

[dependencies]
puruspe = "0.4.1"

示例

内容中提供的示例代码:

use puruspe::gamma;

fn main() {
    let x = 5.0;
    let result = gamma(x);
    println!("Gamma({}) = {}", x, result);
}

完整示例demo:

use puruspe::{gamma, erf, beta, Jn};

fn main() {
    // Gamma函数示例
    let x = 5.0;
    let gamma_result = gamma(x);
    println!("Gamma({}) = {}", x, gamma_result);

    // 误差函数示例
    let y = 1.0;
    let erf_result = erf(y);
    println!("erf({}) = {}", y, erf_result);

    // Beta函数示例
    let z = 2.0;
    let w = 3.0;
    let beta_result = beta(z, w);
    println!("Beta({}, {}) = {}", z, w, beta_result);

    // 贝塞尔函数示例
    let n = 1;
    let v = 2.5;
    let bessel_result = Jn(n, v);
    println!("J{}({}) = {}", n, v, bessel_result);
}

可用函数

Gamma函数

  • gamma(x): Gamma函数
  • ln_gamma(x): Gamma函数的自然对数
  • gammp(a, x): 正则化下不完全Gamma函数P(a,x)
  • gammq(a, x): 正则化上不完全Gamma函数Q(a,x)
  • invgammp(p, a): 正则化下不完全Gamma函数的逆函数

Beta函数

  • beta(z, w): Beta函数
  • betai(a, b, x): 正则化不完全Beta函数I_x(a,b)
  • invbetai(p, a, b): 正则化不完全Beta函数的逆函数

误差函数

  • erf(x): 误差函数
  • erfc(x): 互补误差函数
  • erfcx(x): 缩放互补误差函数
  • inverf(p): 逆误差函数
  • inverfc(p): 逆互补误差函数

Faddeeva函数

  • faddeeva(x): Faddeeva函数

贝塞尔函数

  • Jn(n, x): 整数阶第一类贝塞尔函数
  • Yn(n, x): 整数阶第二类贝塞尔函数
  • In(n, x): 整数阶第一类修正贝塞尔函数
  • Kn(n, x): 整数阶第二类修正贝塞尔函数
  • Jnu_Ynu(nu, x): 分数阶第一类和第二类贝塞尔函数
  • Inu_Knu(nu, x): 分数阶第一类和第二类修正贝塞尔函数
  • besseljy(nu, x): 带导数的第一类和第二类贝塞尔函数
  • besselik(nu, x): 带导数的第一类和第二类修正贝塞尔函数

朗伯W函数

  • lambert_w(k, z_re, z_im): 复数平面点z处计算的复值朗伯W函数的k分支
  • lambert_w0(x): 计算到50位精度的朗伯W函数主分支
  • lambert_wm1(x): 计算到50位精度的朗伯W函数次分支
  • sp_lambert_w0(x): 在f64上计算到24位精度的朗伯W函数主分支
  • sp_lambert_wm1(x): 在f64上计算到24位精度的朗伯W函数次分支

道森函数

  • dawson(x): 道森积分

精度

每个函数的精度可能因输入值和计算的复杂性而异。有关特定函数精度的详细信息,请参考测试目录中的测试文件。

这些测试文件包含了我们的实现与Python中广泛使用的科学计算库SciPy相应函数之间的比较,提供了对各种输入范围内每个函数精度的见解。


1 回复

Rust插件库puruspe的使用指南

介绍

puruspe是一个轻量级的Rust插件库,旨在为Rust程序提供高效的功能扩展能力。它采用模块化设计,允许开发者在不增加项目复杂度的前提下,灵活地添加和移除功能模块。

主要特性

  • 轻量级:核心库体积小,对项目构建时间影响小
  • 模块化:功能按模块划分,可按需引入
  • 高性能:采用零成本抽象设计,运行时开销极低
  • 易扩展:提供简单的接口用于自定义插件开发

安装方法

在Cargo.toml中添加依赖:

[dependencies]
puruspe = "0.3.0"  # 请使用最新版本

基本使用方法

1. 引入核心功能

use puruspe::*;

2. 使用内置模块示例

// 使用数学扩展模块
let result = math::add(3.14, 2.71);
println!("3.14 + 2.71 = {}", result);

// 使用字符串处理模块
let s = string::reverse("hello");
println!("Reversed: {}", s);  // 输出 "olleh"

3. 自定义插件示例

// 定义一个简单的插件
mod my_plugin {
    use puruspe::Plugin;
    
    pub struct MyPlugin;
    
    impl Plugin for MyPlugin {
        fn name(&self) -> &str {
            "my_plugin"
        }
        
        fn execute(&self, input: &str) -> String {
            format!("Processed: {}", input.to_uppercase())
        }
    }
}

// 注册并使用自定义插件
fn main() {
    let plugin = my_plugin::MyPlugin;
    let result = plugin.execute("test");
    println!("{}", result);  // 输出 "Processed: TEST"
}

高级功能

动态加载插件

use puruspe::dynamic;

// 假设我们有一个编译为.so/.dll的插件
let plugin = dynamic::load("path/to/plugin.so").unwrap();
let result = plugin.execute("some input");

插件组合

use puruspe::Pipeline;

let pipeline = Pipeline::new()
    .add(math::MathPlugin)
    .add(string::StringPlugin)
    .add(my_plugin::MyPlugin);

let output = pipeline.process("input data");

性能建议

  1. 对于高频调用的插件,考虑使用#[inline]标注关键函数
  2. 大量数据处理时,尽量使用切片而非拷贝
  3. 复杂插件可以考虑实现BatchPlugin trait以支持批处理

常见问题解决

问题1:插件加载失败

  • 检查插件路径是否正确
  • 确认插件与主程序使用相同的Rust版本编译

问题2:性能不如预期

  • 使用--release标志编译
  • 检查是否有不必要的内存分配

问题3:插件接口不兼容

  • 确保插件和主程序使用相同版本的puruspe库
  • 检查trait实现是否完整

完整示例代码

// 引入puruspe库
use puruspe::{math, string, Plugin, Pipeline};

// 自定义插件模块
mod my_plugin {
    use super::*;
    
    pub struct MyPlugin;
    
    impl Plugin for MyPlugin {
        fn name(&self) -> &str {
            "my_plugin"
        }
        
        fn execute(&self, input: &str) -> String {
            format!("Processed: {}", input.to_uppercase())
        }
    }
}

fn main() {
    // 使用内置数学模块
    let math_result = math::add(3.14, 2.71);
    println!("3.14 + 2.71 = {}", math_result);
    
    // 使用内置字符串模块
    let reversed = string::reverse("hello");
    println!("Reversed: {}", reversed);
    
    // 使用自定义插件
    let plugin = my_plugin::MyPlugin;
    let processed = plugin.execute("test");
    println!("{}", processed);
    
    // 创建插件管道
    let pipeline = Pipeline::new()
        .add(math::MathPlugin)
        .add(string::StringPlugin)
        .add(my_plugin::MyPlugin);
    
    // 处理数据流
    let output = pipeline.process("input data");
    println!("Pipeline output: {}", output);
}
回到顶部