对v4.0中建模的更改

为了减少内部代码的复杂程度，提高性能，并使复合模型中参数的行为更直观，在内部对建模代码进行了许多更改，特别是对复合模型和参数进行了修改。本页总结了重要的变化。更多的技术细节在最后给出，但一般不必阅读这些，除非你想了解为什么有些改变是必要的。

• 已删除对建模类表达式的支持。仍然完全支持模型类实例的表达式。这样做是为了简化实现，提高性能，并支持新的参数语义。例如：

  不再工作：

  NewCompoundClass = Gaussian1D + Const1D
  

  仍然有效：

  newmodel = Gaussian1D(3.2, 7.1, 2.1) + Const1D(3.)
  

• 在v4.0之前，参数是类描述符，这意味着它们不能保存模型的值。相反，这些值被保存在模型中。这导致在使用复合模型时出现混乱，因为这需要复合模型复制值。因此，改变复合模型中的值不会改变组成模型的参数值，反之亦然。现在参数对于每个用途都是不同的实例，它们确实保存了参数的值，因此复合模型现在与组成模型共享相同的值。

• 以前使用模型集时，参数形状没有显示模型数量的相应维度。现在是了。例如：

  陈旧：：

  In [1]: g = Gaussian1D([1,1], [1,2], [2,4], n_models=2)
  In [2]: g.amplitude
  Out[2]: Parameter('amplitude', value=[1. 1.])
  In [3]: g.amplitude.shape
  Out[3]: ()
  

  新：：

  In [1]: g = Gaussian1D([1,1], [1,2], [2,4], n_models=2)
  In [2]: g.amplitude
  Out[2]: Parameter('amplitude', value=[1. 1.])
  In [3]: g.amplitude.shape
  Out[3]: (2,)
  

• 以前，值保存在模型实例中的一个数组中，可以将值分配给该数组的切片。重新指派阵列确实会更新参数，但指派切片则不会。新方法要么通过赋值给parameters属性来替换整个数组，要么直接赋值给parameters值。

• “插补”单位的使用，即在没有输入/输出单位的情况下向复合模型提供输入/输出单位，但部件模型支持 _parameter_units_for_data_units() 方法的适用性受到更多限制，只有当复合表达式使用 + 或 - 操作员。过去的行为有时会导致单位的任意分配，有时还会导致参数的单位不正确。

• 切片现在限制更大了。以前定义为这样的模型：

  m = m1 * m2 + m3
  

  允许此切片：

  m[1:] # results in m2 + m3
  

  现在，只允许表达式树中的子模型（将其视为执行的操作序列）作为切片。这意味着一些有意义的片段现在不起作用了。下面的代码说明了什么是允许的，什么是不允许的：

  m = m1 + m2 + m3 + m4
  m[:2] # Results in m1 + m2, works
  m[1:] # Should result in m2 + m3 + m4, does not work
         # since m1 is part of all subexpressions.
  

• 一般来说，所有的公共方法都没有改变。例外情况是 n_submodels 以前是方法，现在是属性。

• 许多非公开的方法都发生了变化，特别是对于复合模型。

• 这个 _CompoundModelMeta 元类不再存在。

技术细节

参数相关变更

以前Python描述符用于定义参数。描述符的缺点是在其中定义的模型的所有实例共享同一个参数描述符实例。这意味着参数不能为不同的模型实例保存不同的值。解决这个问题的方法是让模型保存实际的参数值（以及与模型的特定实例相关的任何其他信息）。参数的实际值保存在模型保存的数组中，该数组保存一个数组中所有参数的所有值。这种方法的缺点是复合模型必须为复合模型的所有参数创建自己的数组保持值。结果，复合模型中的参数值与组成复合模型的组成模型中的参数值完全不相关。对其中一个的更改没有反映在另一个中，常常导致混乱。

新实现仍然使用在类级别为参数定义的属性，但只是作为中间解决方案。在创建模型实例时，类实例用于创建模型实例之间不共享的参数的本地实例。所以现在参数可以直接保存所有的信息，并且可以在复合模型和组成模型之间共享。

一个结果是拟合引擎的接口仍然使用模型参数数组，但是这个数组是由动态参数构造的。可以设置一个全新的数组；模型被定义为检测这样的赋值并将值反向传播到参数。例如，在进行拟合时，拟合结果将以这种方式传播到参数。但是，如果将一个切片分配给模型参数数组，则没有简单的方法来检测该分配并进行必要的参数更新。因此，除非进行显式方法调用以反向传播值，否则此模式不再有效。现在不建议使用这种接口。

同样，参数特定的属性也由参数保留，例如对参数最小值或最大值的约束，以及在拟合方面是否固定。

由于不再需要参数链接到特定模型，因此它保存了与模型集大小相对应的任何维度；而以前没有。

复合模型实现更改

以前，复合模型是使用复合模型的元类实现的，同时也继承了模型类（它本身有一个元类）。这种方法的主要原因是支持模型类的表达式。然而，当模型类的表达式也包含模型实例时，这会导致一个令人困惑的实现，一些性能下降，以及一些奇怪的结果。

新的实现去掉了复合模型的元类，相应地不再支持模型类的表达式，而只支持模型实例的表达式。以前表达式树是私有属性。现在复合类本身就是一个表达式树。

复合模型的许多私有方法已经改变。