有什么方法可以加快 Python long int 按位运算？答案

【问题标题】：Any way to speed up Python long int bitwise operation?有什么方法可以加快 Python long int 按位运算？
【发布时间】：2014-12-21 21:25:49
【问题描述】：

我正在用 Python 编写一个国际象棋程序，我使用 python-chess 进行棋盘表示和移动生成等。它通常非常好并且具有非常有用的功能。

但是，由于它是纯 Python 的，它现在是我 AI 的瓶颈。 Python 长整数及其按位运算在模块中被广泛使用，例如

x = b & -b
b ^= x

if not x & 0xffffffff:
    x >>= 32
    r |= 32

有没有办法通过其他模块来加速 Python 中的这种操作？是否可以不用 C 或 Fortran 重写？我试过numba包，但它似乎无法编译python long int。

非常感谢。

【问题讨论】：

你看过 cython、numpy f2py 等吗？
@PadraicCunningham 我只能编写非常基本的 C/Fortran，所以想先看看是否可以不自己编写它们。
您不必编写 c 来使用 cython，这就是它为您完成所有工作的关键。
使用 PyPy。或者，如果可能，使用 Numpy。
@TonySuffolk66 正如问题中的 OP 所述，以这种方式实现的是模块，而不是 OP 的代码。作为python-chess的作者。

标签： python bit-manipulation

【解决方案1】：

我维护gmpy2 库，它支持通常比 Python 的原生整数更快的整数运算。

这是一个简单的例子：

In [3]: x=12345678901234567890
In [4]: %timeit y=x;y>>=32
10000000 loops, best of 3: 113 ns per loop
In [5]: x=gmpy2.mpz(x)
In [6]: %timeit y=x;y>>=32
10000000 loops, best of 3: 71.9 ns per loop

mpz 类型的行为几乎与 Python long 相同，因此它应该是直接替换。 gmpy2 还支持称为xmpz 的可变整数类型。它支持直接位操作，并且对于就地操作可能更快。

In [9]: x=gmpy2.xmpz(0)
In [10]: bin(x)
Out[10]: '0b0'
In [11]: x[4]=1
In [12]: bin(x)
Out[12]: '0b10000'

要使用 xmpz 类型的所有性能优势，您可能需要修改逻辑和/或代码。

【讨论】：

有趣的是，python-chess 的作者在文档中就是这么说的。

【解决方案2】：

尝试使用这个包：https://pypi.python.org/pypi/bitarray

它是 C 代码的 Python 接口，旨在加速按位运算。

【讨论】：

在 CPython 上的速度要慢 5 倍。