Numpy科学数据集操作在Clojure中 – 将ByteBuffers读入矩阵

在本文中，我们将介绍如何在Clojure中读取ByteBuffers并将其转换为类似于Numpy的矩阵，以便进行科学数据分析。

阅读更多：Numpy 教程

Clojure中的ByteBuffers

在Clojure中，我们可以使用Java的ByteBuffer类来处理二进制数据。ByteBuffer可以读写字节，也可以将其转换为不同的数据类型。

以下是如何使用ByteBuffer在Clojure中读取二进制数据的示例：

(defn read-binary-file [filename]
  (with-open [file (FileInputStream. filename)]
    (let [buffer (ByteBuffer/allocateDirect (file-length (File. filename)))]
      (.read file buffer)
      (.flip buffer)
      (vec (map byte buffer)))))

该函数将文件名作为参数，使用Java的FileInputStream类创建一个新文件并将其读入ByteBuffer。然后使用vec和map将ByteBuffer转换为Clojure的vector类型。

将ByteBuffer转换为矩阵

要将Clojure中的ByteBuffer转换为矩阵，我们可以使用另一个Clojure库Incanter。Incanter是一个开源的Clojure数据分析和可视化库，它包含许多Numpy和R的常用函数。

我们可以使用Incanter的to-dataset函数将ByteBuffer转换为带有行和列标签的矩阵。以下是一个示例：

(require '[incanter.core :refer :all])
(require '[incanter.io :refer :all])

(defn buffer-to-dataset [buffer rows columns]
  (let [doubles (-> buffer
                   (as-double-buffer)
                   (to-array)
                   (partition rows)
                   (mapv #(double-array (subvec % 0 columns))))]
    (to-dataset doubles)))

该函数将ByteBuffer转换为一个double数组，将每行分割为指定的行数和列数，然后使用to-dataset将其转换为带有行和列标签的矩阵。请注意，我们必须将Java的ByteBuffer转换为Clojure的double数组，因为Incanter不支持使用Java的原始类型。

应用程序示例

以下是一个示例应用程序，它将从二进制文件中读取由20个double类型的数字组成的向量，并将其作为10行2列的矩阵输出。

(defn read-vector-file [filename]
  (with-open [file (FileInputStream. filename)]
    (let [buffer (ByteBuffer/allocateDirect (* 20 Double/BYTES))]
      (.read file buffer)
      (.flip buffer)
      (-> buffer
          (as-double-buffer)
          (to-array)))))

(defn -main []
  (let [v (read-vector-file "data.bin")
        m (buffer-to-dataset v 10 2)]
    (println m)))