cython - 在 Cython 中在编译时获取整数的大小

Question

是否有可能，如果是，如何确定 Cython 中整数数据类型的大小(以位为单位)？

我正在尝试做这样的事情，以获得整数大小:

cdef WORD_BITS = 0
IF sizeof(unsigned long long) == 8:
    WORD_BITS = 64
    DEF VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT = 6
ELSE:
    WORD_BITS = 32
    DEF VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT = 5

ctypedef unsigned long long word_t

cdef int vector_length(size_t bit_size):

    cdef size_t size = bit_size >> VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT
    if size << VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT < bit_size:
        size += 1
    return size

cdef class BitVector(object):

    cdef size_t length
    cdef size_t array_size
    cdef word_t *array

    def __cinit__(self, size_t size):
        self.length = size
        self.array_size = vector_length(size)
        self.array = <word_t *>calloc(self.array_size, sizeof(word_t))

    def __dealloc__(self):
        free(self.array)

我需要处理数组元素的单个位和元素本身，因此我必须知道它们包含多少位(以计算正确的掩码/移位)。尝试编译像上面这样的代码会产生:

$python setup.py build_ext --inplace
Compiling bitvector.pyx because it changed.
Cythonizing bitvector.pyx

Error compiling Cython file:
------------------------------------------------------------
...
cimport cython


# check whether we are running on a 64 or 32 bit architecture.
cdef WORD_BITS = 0
IF sizeof(unsigned long long) == 8:
  ^
------------------------------------------------------------

bitvector.pyx:7:3: Invalid compile-time expression

Traceback (most recent call last):
  File "setup.py", line 6, in <module>
    ext_modules=cythonize('bitvector.pyx')
  File "/usr/lib/python2.7/dist-packages/Cython/Build/Dependencies.py", line 673, in cythonize
    cythonize_one(*args[1:])
  File "/usr/lib/python2.7/dist-packages/Cython/Build/Dependencies.py", line 737, in cythonize_one
    raise CompileError(None, pyx_file)
Cython.Compiler.Errors.CompileError: bitvector.pyx

有没有可行的替代方案？

我知道有一个 stdint.h应该定义整数类型的 header ，但我想不出使用它的方法，因为:

我不知道如何检查是否未定义类型(例如，您如何在 cython 中编写 IF uint64_t is not defined:？)。

Cython 的文档指出只有 DEF 定义的东西并且可以在IF中检查编译器s，因此我怀疑我是否能够使用 stdint.h反正。

这在 Cython 中似乎不可行，因为我想要进行的检查只能在从 C 编译为机器代码时执行，而不能从 cython 编译为 C。

现在我想知道:是否有可能以在 C 源代码中添加这种检查的方式编写 cython 扩展？

我的意思是，我可以以某种方式写:

cdef WORD_BITS = 0
IF sizeof(unsigned long long) == 8:
    WORD_BITS = 64
    DEF VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT = 6
ELSE:
    WORD_BITS = 32
    DEF VECTOR_LENGTH_SHIFT_AMOUNT = 5

ctypedef unsigned long long word_t

以这样的方式，这个 IF Cython“未处理”，但它通过并且在最终的C文件中有等效的代码？

Answer 1

我将更改您的 vector_length，而不是使用预处理器来定义大小和移位值。稍加功能，以便它可以使用 sizeof直接地。 Cython 将翻译 sizeof运算符正确，编译器将在编译时替换类型的实际大小。有关使用 sizeof 的更多信息，请参阅 glibc 文档中的这一部分。和 CHAR_BIT获得正确的向量大小:https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Width-of-Type.html .

from libc.stdlib cimport calloc, free
from libc.limits cimport CHAR_BIT

ctypedef unsigned long long word_t

cdef size_t vector_length(size_t bit_size):
    cdef size_t bits_per_word = CHAR_BIT*sizeof(word_t)
    return (bit_size + bits_per_word - 1) / bits_per_word

cdef class BitVector(object):
    cdef size_t length
    cdef size_t array_size
    cdef word_t *array

    def __cinit__(self, size_t size):
        self.length = size
        self.array_size = vector_length(size)
        self.array = <word_t *>calloc(self.array_size, sizeof(word_t))

    def __dealloc__(self):
        free(self.array)

还值得注意的是 unsigned long long至少是 64 位 ( https://en.wikipedia.org/wiki/C_data_types )。您的代码似乎假定它可以是 64 位或 32 位，但在符合标准的编译器中，它只会是 64 位或更多。