有效地将 python 整数切割为 32 位整数

Question

我目前正在努力处理 python 的位运算，因为 python3 32 位整数 (int) 和 64 位整数 (long) 之间没有区别。

我想要的是一个高效函数，它接受任何整数并削减最高有效的 32 位，然后将这 32 位转换回具有正确符号的整数。

示例 1：

>>> bin_string = bin(3293670138 & 0b11111111111111111111111111111111)
>>> print(bin_string)
0b11000100010100010110101011111010
>>> print(int(bin_string,2))
3293670138

但结果应该是-1001297158，因为将'11000100010100010110101011111010'转换为32位整数是负数。

我已经有了自己的解决方案：

def int32(val):
    if val >= -2**31 and val <= 2**31-1:
        return val
    bin_string = bin(val & 0b11111111111111111111111111111111)
    int_val = int(bin_string,2)
    if int_val > 2147483647:
        return -(~(int_val-1)%2**32)
    return int_val

不过，我想知道是否有人有更优雅、更高效的想法。

提前致谢！

Answer 1

明显更简单的解决方案：让 ctypes 为您完成工作。

from ctypes import c_int32

def int32(val):
    return c_int32(val).value

这只是从提供的 Python int 构造一个 c_int32 类型，它会根据您的需要进行截断，然后将值作为正常 Python int类型。对于实际需要修整的值，所花费的时间少于现有函数所花费的时间。在我的机器上，可靠地需要大约 155-175 ns，其中你的函数变化更大，正值大约需要 310-320 ns，负值大约需要 405-415 ns。

它对于不需要修整的值来说速度较慢；您的代码以相对便宜的方式排除了它们（我通过将测试更改为 if -2 ** 31 <= val < 2 ** 31: 略微改进了它），耗时约 75 ns，但无论如何此代码都会进行转换，花费大致相同的固定时间。如果数字通常合适，并且性能很关键，您可以按照原始代码（我稍作修改）的方式进行快捷方式：

def int32(val):
    if -2 ** 31 <= val < 2 ** 31:
        return val
    return c_int32(val).value

这使得“必须截断”的情况稍微慢一些（略低于 200 纳秒），以换取使“不需要截断”的情况更快（低于 80 纳秒）。

重要的是，无论哪种方式，它都相当简单。不涉及维护复杂的代码，主要是self-documenting；你告诉它生成一个带符号的 32 位 int，它就这样做了。

Answer 2

使用很棒的位串库。

from bitstring import BitArray

x = BitArray(bin='11000100010100010110101011111010')
print(x.int)

有效地将 python 整数切割为 32 位整数

Cutting python integer to 32 bits integer efficiently

python

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casting

python-3.x