Python-numpy 读取字节和偏移量到有符号 int32

Question

我有一个操作要在 python 中应用于超过 1000 万个值。我的问题是优化实际操作。我有 2 种工作方法，numpy 和 python vanilla。

Python 原始操作：

1：我的原始值为 4 byte 数据：b'\x9a#\xe6\x00' = [154, 35, 230, 0] = [0x9A, 0x23, 0xE6, 0x00]
2：我取最后一个字节放在最前面：b'\x00\x9a#\xe6' = [0, 154, 35, 230] = [0x00, 0x9A, 0x23, 0xE6]
3：我将其转换为 int32 有符号值：-433874432

文件加载：

f = open(path_data, "rb")
while trame := f.read(4):

数据运算：

trame = b'\x9a#\xe6\x00'
trame_list = list(trame)  # [154, 35, 230, 0]
trame_list_swap = [trame_list[-1]] + trame_list[:-1]
trame_swap = bytes(trame_list_swap)
result = int.from_bytes(trame_swap, byteorder='little', signed=True)

Numpy 运算

文件加载：

datas_raw = numpy.fromfile(path_data, dtype="<i4")
# datas_raw = numpy.array([-1708923392, 1639068928, 2024603392, ...])  # len(datas_raw) = 12171264
for i, trame in enumerate(datas_raw):

数据运算：

trame = 15082394
tmp = list(trame.tobytes("C"))
tmp.insert(0, tmp.pop())
result = numpy.ndarray(1, "<i", bytes(tmp))[0]

它与原版进行相同的处理，但由于 numpy.ndarray 被触发了 1000 万次...

问题

我的问题如下：

我希望 numpy 版本在没有 for loop 的情况下对所有值进行按位运算（在 python 中非常慢）...欢迎使用任何其他解决方案（不是封闭的 XY 问题...)

Answer 1

这里我使用了一些随机数据来代替从文件中读取的数据，您可以使用 np.loadtxt 来做到这一点。理想情况下，您会将字节读入形状为 (4*n,) 的一维数组，然后重塑为 (n,4).

import numpy as np
rng = np.random.default_rng(0)
data = rng.integers(-2**31,2**31,size=10000,dtype="i4")
data = data.view("u1").reshape((-1,4))
# Last column first, then other 3
data = data[:,[3,0,1,2]]
# Depending on platform might need to specify byteorder, e.g., "<i4" or ">i4"
ints = np.ascontiguousarray(data).view("i4")

这会产生类似于

的值

array([[-1031643175],
       [  267112355],
       [ -640212606],
       ...,

这是一个 returns 形状为 (n,1) 的有符号整数数组。

Python-numpy 读取字节和偏移量到有符号 int32

Python-numpy reading bytes and offset to signed int32

python

binary

numpy

binaryfiles

byte-shifting

Python 原始操作：

Numpy 运算

问题