python:解压缩 IBM 32 位 float

Question

我正在用 python 读取二进制文件，如下所示:

from struct import unpack

ns = 1000
f = open("binary_file", 'rb')

while True:
    data = f.read(ns * 4)
    if data == '':
        break
    unpacked = unpack(">%sf" % ns, data)
    print str(unpacked)

当我意识到 unpack(">f", str) 是解包 IEEE float 时，我的数据是 IBM 32 位 float

我的问题是:如何实现我的unpack 以解包 IBM 32 位浮点类型数字？

我不介意使用像 ctypes 来扩展 python 以获得更好的性能。

编辑:我做了一些搜索: http://mail.scipy.org/pipermail/scipy-user/2009-January/019392.html

这看起来很有前途，但我想提高效率:可能有数万个循环。

编辑:在下面发布答案。感谢您的提示。

Answer 1

我想我明白了:首先将字符串解压缩为无符号 4 字节整数，然后使用此函数:

def ibm2ieee(ibm):
    """
    Converts an IBM floating point number into IEEE format.
    :param: ibm - 32 bit unsigned integer: unpack('>L', f.read(4))
    """
    if ibm == 0:
        return 0.0
    sign = ibm >> 31 & 0x01
    exponent = ibm >> 24 & 0x7f
    mantissa = (ibm & 0x00ffffff) / float(pow(2, 24))
    return (1 - 2 * sign) * mantissa * pow(16, exponent - 64)

感谢所有帮助过的人!

IBM Floating Point Architecture，如何编码和解码: http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_Floating_Point_Architecture

我的解决方案:我写了一个类，我觉得这样可以快一点，因为使用了Struct对象，所以unpack fmt只编译一次。编辑:还因为它一次解包 size*bytes，而且解包可能是一项昂贵的操作。

from struct import Struct

class StructIBM32(object):
    """
    see example in:
    http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_Floating_Point_Architecture#An_Example

    >>> import struct
    >>> c = StructIBM32(1)
    >>> bit = '11000010011101101010000000000000'
    >>> c.unpack(struct.pack('>L', int(bit, 2)))
    [-118.625]
    """
    def __init__(self, size):
        self.p24 = float(pow(2, 24))
        self.unpack32int = Struct(">%sL" % size).unpack
    def unpack(self, data):
        int32 = self.unpack32int(data)
        return [self.ibm2ieee(i) for i in int32]
    def ibm2ieee(self, int32):
        if int32 == 0:
            return 0.0
        sign = int32 >> 31 & 0x01
        exponent = int32 >> 24 & 0x7f
        mantissa = (int32 & 0x00ffffff) / self.p24
        return (1 - 2 * sign) * mantissa * pow(16, exponent - 64)

if __name__ == "__main__":
    import doctest
    doctest.testmod()