用 numpy 打破平局

Question

标准 numpy 圆形平局打破遵循 IEEE 754 约定，将一半舍入到最接近的偶数。有没有办法指定不同的舍入行为，例如朝零舍入还是朝-inf舍入？我不是在谈论天花板或地板，我只是需要不同的平局。

Answer 1

NumPy 不对内部舍入模式进行任何控制。这里有两种选择：

1. 使用gmpy2，如this answer 中所述。这使您可以完全控制舍入模式，但使用 gmpy2 进行简单的浮点运算可能比 NumPy 慢。

2. 通过ctypes 使用fesetround 手动设置舍入模式。这是系统特定的，因为常量可能因平台而异；检查fenv.h 以获取您平台上的常量值。在我的机器上（Mac OS X）：

   import numpy as np
   import ctypes
   FE_TONEAREST = 0x0000
   FE_DOWNWARD = 0x0400
   FE_UPWARD = 0x0800
   FE_TOWARDZERO = 0x0c00
   libc = ctypes.CDLL('libc.dylib')
   
   v = 1. / (1<<23)
   print repr(np.float32(1+v) - np.float32(v/2)) # prints 1.0
   libc.fesetround(FE_UPWARD)
   print repr(np.float32(1+v) - np.float32(v/2)) # prints 1.0000002
   

Answer 2

使用开源软件 SWIG

要完成 nneonneo 的回答，如果您不想下载像 gmpy2 这样的大包，也不想使用带有 ctypes 的系统特定代码，您可以使用 C 与 SWIG 的绑定（假设您的计算机上已经有了它)。

这是您需要做的事情（分四个步骤）：

1) 首先编写一个名为 rounding.i 的文件：

%module rounding
%{
/* Put header files here or function declarations like below */

 void rnd_arr();
 void rnd_zero();
 void rnd_plinf();
 void rnd_moinf();
 void rnd_switch();
%}

extern  void rnd_arr();
extern  void rnd_zero();
extern  void rnd_plinf();
extern  void rnd_moinf();
extern  void rnd_switch();

2) 然后，一个文件 rnd_C.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fenv.h>


void rnd_arr()
{
  fesetround(FE_TONEAREST);
}


void rnd_zero()
{
  fesetround(FE_TOWARDZERO);
}

void rnd_plinf()
{
  fesetround(FE_UPWARD);
}

void rnd_moinf()
{
  fesetround(FE_DOWNWARD);
}

void rnd_switch()
{
  int r=fegetround();

  if (r==FE_UPWARD)
    r=FE_DOWNWARD;
  else 
    if (r==FE_DOWNWARD)
      r=FE_UPWARD;
    else fprintf(stderr,"ERROR ROUDING MODE \n");
  fesetround(r);
}

3) 在您的终端中（如果您使用的不是python2.7，请在第二行替换python2.7）：

swig -c++ -python -o rounding_wrap.cpp rounding.i
g++ -fPIC -c rounding_wrap.cpp rnd_C.cpp -I/usr/include/python2.7
g++ -shared rounding_wrap.o rnd_C.o -o _rounding.so

4) 导入库 _rounding.so，您刚刚通过在 python 文件的开头处创建：

from your_path_to_rounding.so import rounding