如何在Python中进行C语言计算

Question

我想在Python中做一些C语言计算的模拟.例如,unsigned short,single precision float ...

ushort(0xffff) + 1 -> 0
0.1f * 0.1f -> ...

是否有一些库在Python中执行此操作？

我可以使用ctypes来创建unsigned short,single float,但它们不能进行数学运算:

a = c_uint16(0xffff)
b = c_uint16(0x01)
a+b -> TypeError

或者,我可以使用numpy:

>>> np.uint16(0xffff) + np.uint16(0x01)
Warning: overflow encountered in ushort_scalars
0

但与Python的正常计算相比,这是非常缓慢的:

>>> timeit.timeit("a+b", "import numpy as np;a=np.uint16(0xfffe);b=np.uint16(0x01)")
0.35577465681618037
>>> timeit.timeit("0xfffe+0x01")
0.022638104432360251
>>> timeit.timeit("np.uint16(0xfffe) + np.uint16(0x01)", "import numpy as np")
5.904765399236851  

编辑:

>>> timeit.timeit("a+b", "a=0xfffe;b=0x01")
0.040062221014295574  

Answer 1

编译时0xfffe+0x01,这将被折叠成常量65535.你没有计算加法需要多长时间 - 你只是测量加载常数的时间:

>>> dis.dis(compile("0xfffe+0x01", "", "eval"))
  1           0 LOAD_CONST               2 (65535)
              3 RETURN_VALUE        

尽管如此,添加NumPy标量比添加内置整数要慢,但它不会比纯Python更好.考虑使用Cython - 它将允许您声明类型并以C速度执行计算.或者,尝试在NumPy中矢量化代码(也就是说,如果速度真的很重要).