　すっごい久しぶりのブログ更新です。最近になって、Swift for TensorFlowのmacOS向けpre-builtパッケージが一応リリース扱いになったり、Colabで利用できるようになったり、今週予定されているTensorFlow Dev Summit 2019の初日のトリにSwift for TensorFlowが予定されていたりと最近開発が活発化してきているので、自称日本で唯一Swift4TFを最初期から追っかけてきた人間 としては嬉しい限りです。

　この記事の目的は、Swift for TensorFlowを簡単に触れてみたり、自分がぶち当たった問題等をまとめておくことです。

Swift for TensorFlowとは

　GoogleがSwiftの始祖 Chris Lattner氏をとっ捕まえてきてAppleの Swift言語を拡張する形でTensorFlowを統合した新しいプログラミング言語。

Swift for TensorFlow is a next-generation platform for machine learning, incorporating the latest research across: machine learning, compilers, differentiable programming, systems design, and beyond.

と宣言してるのかなり野心的なプロジェクト。

　なお、Swiftのフォークとして現在開発されているが、このプロジェクトの成果物は最終的に元のSwift言語に還元されるらしい。

　コーディングはTensorFlow EagerやPyTorchのようなDefine by Run風。コードを書くとコンパイラが自動的にグラフに変換してくれる。 TensorFlow 2.0の @tf.function に近い(?)

　詳しくは、プロジェクトページのREADMEとかdocs をみて欲しい。

　今後記事を書く予定であるが、Swift for TensorFlowのAPIはPython版TFより見やすいと言うかPyTorchっぽい雰囲気になってる。まあ、Chris Lattnerがプロジェクトのボスなので汚いAPIになるはずがない

Swift for TensorFlowの下準備

　Swift4TFのインストーラは、GitHubのプロジェクトページで macOS向けとUbuntu向けの2種類が公開されています。今回は、macOS向け Kind: Release, Ver: 0.2 を使います。

　インストールの手順は、プロジェクトページの該当記事を参考にしてもらい、これに加えSwift4TFの目玉機能の一つである Python Interoperability の準備をします。

　この機能は端的に言うとSwift言語上でPythonのライブラリを import してSwiftのライブラリとして使ってしまおうというもの。(まあ、Swiftの数値計算ライブラリなんてマイナーだし、下手に新しく作るくらいならNumPy使えたら楽だしね笑)

// NumPyを使った例
import Python
let np = Python.import("numpy")
let a = np.linspace(-5, 5)
let b = np.arange(Python.len(b))

　当然、Swiftはコンパイラ言語なのでNumPyやらMatplotlibを読み込んだ状態で実行ファイルを吐かせる事というロマンも可能！

Swift for TensorFlowの為のPythonの準備

　Swift4TFではPython 2系、3系双方に対応しています。ここでは、Python 3系を使う前提で話を進めます。

　macOSは2019年3月時点で、Python 3系のインタプリタがデフォルトではないのでこっちで用意してあげなければなりません。Homebrew もしくは Python公式ページからダウンロードしてきます。今回はPython 3.6を使います。

AnacondaでインストールしたPythonを使ってるけどダメなの?

ダメ。と言うか無理。

Swift for TensorFlowで、Pythonを使う場合、

2系の場合 /System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/ 以下

3系の場合 /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6/lib/ 以下

を参照します。(pipでインストールしたライブライの場合は site-packages の中身を参照)

　Anacondaを使っている場合は、別のディレクトリにライブラリ等がインストールされているのでそもそも動かない。

Python Interoperabilityを使う

　Swift4TFとPython 3がインストールをインストールしたら早速SwiftのREPL(インタプリタモード)を使ってPythonライブライをいじってみましょう。

　ターミナルで swift を起動し、Welcome to Swift version 5.0-dev になってることを確認して以下のコードを実行してください。

import Python
PythonLibrary.useVersion(3, 6)
let np = Python.import("numpy")
let plt = Python.import("matplotlib.pyplot")

let a = np.linspace(-5, 5)
let b = np.arange(Python.len(a))

plt.plot(a, b)
plt.show()

　NumPyとMatplotlibを使ってグラフを表示される簡単なコードです。ご覧のようにほぼPythonです。

　ここで、一番重要なの2行目の PythonLibrary.useVersion(3, 6) です。Python 2系と3系が混在しているので、これを実行しないと クラッシュします。

plt.show() を実行したら Windowは表示されたが真っ白 or 真っ黒

こちらのサイトを参考にしてみてください。

murabitoleg.com

(ただ、 empty dSYM file detected, dSYM was created with an executable with no debug info. と警告が出るようになった...)