python - 使用 NumPy 进行位破解

Question

我正在尝试实现 fast inverse square root 的通用版本我发现 here这是我到目前为止想出的:

import numpy as np

def get_K(exponent, B=127, L=2**23, sigma=0.0450465, f=np.float32):
    return f((1 - exponent) * L * (B - f(sigma)))

def get_result(exponent, B=127, L=2**23, sigma=0.0450465, f=np.float32):
    K = f(get_K(exponent, 127, 2**23, f(0.0450465)))
    return lambda num: (K + f(num*exponent))

if __name__ == '__main__':
    print((get_result(0.5)(2)).astype(np.int32))

但是当我运行上面的示例时，我得到了 532487680，这与我在 get_result(0.5) 的 numpy.float32 表示中得到的结果相同(2).

我做错了什么？换句话说，如何使用 numpy 以与在 C 中相同的方式将数字从 32 位 float 处理为 32 位整数？

Answer 1

以下快速反平方根实现可与 numpy 一起使用(改编自 [1] )，

def fast_inv_sqrt(x):
    x = x.astype('float32')
    x2 = x * 0.5;
    y = x.view(dtype='int32')
    y = 0x5f3759df - np.right_shift(y, 1)
    y = y.view(dtype='float32')
    y  = y * ( 1.5 - ( x2 * y * y ) )
    return y

现在因为 numpy 会分配一些临时数组，这不是很快，

 import numpy as np

 x = np.array(1,10000, dtype='float32')

 %timeit fast_inv_sqrt(x)
 # 10000 loops, best of 3: 36.2 µs per loop

 %timeit 1./np.sqrt(x)
 # 10000 loops, best of 3: 13.1 µs per loop

如果你需要速度，你应该用 C 来执行这个计算，并使用 Cython、f2py 等编写一个 python 接口(interface)。