为什么从 numpy 按位左移在不同系统上会给出不同的结果？

Question

我在两个不同的系统上使用 numpy 的按位运算并得到不同/不一致的结果。 经过一番调查，我发现left_shift导致了问题。 如果我执行以下操作：

xs = [i for i in range(100)]
np.left_shift(xs, xs)

在我得到的第一个系统上：

array([                   0,                    2,                    8,
                         24,                   64,                  160,
                        384,                  896,                 2048,
                       4608,                10240,                22528,
                      49152,               106496,               229376,
                     491520,              1048576,              2228224,
                    4718592,              9961472,             20971520,
                   44040192,             92274688,            192937984,
                  402653184,            838860800,           1744830464,
                 3623878656,           7516192768,          15569256448,
                32212254720,          66571993088,         137438953472,
               283467841536,         584115552256,        1202590842880,
              2473901162496,        5085241278464,       10445360463872,
             21440476741632,       43980465111040,       90159953477632,
            184717953466368,      378231999954944,      774056185954304,
           1583296743997440,     3236962232172544,     6614661952700416,
          13510798882111488,    27584547717644288,    56294995342131200,
         114841790497947648,   234187180623265792,   477381560501272576,
         972777519512027136,  1981583836043018240,  4035225266123964416,
        8214565720323784704, -1729382256910270464, -2882303761517117440,
       -4611686018427387904, -6917529027641081856, -9223372036854775808,
       -9223372036854775808,                   64,                  130,
                        264,                  536,                 1088,
                       2208,                 4480,                 9088,
                      18432,                37376,                75776,
                     153600,               311296,               630784,
                    1277952,              2588672,              5242880,
                   10616832,             21495808,             43515904,
                   88080384,            178257920,            360710144,
                  729808896,           1476395008,           2986344448,
                 6039797760,          12213813248,          24696061952,
                49928994816,         100931731456,         204010946560,
               412316860416,         833223655424,        1683627180032,
              3401614098432])

在第二个系统上，我得到：

array([                   0,                    2,                    8,
                         24,                   64,                  160,
                        384,                  896,                 2048,
                       4608,                10240,                22528,
                      49152,               106496,               229376,
                     491520,              1048576,              2228224,
                    4718592,              9961472,             20971520,
                   44040192,             92274688,            192937984,
                  402653184,            838860800,           1744830464,
                 3623878656,           7516192768,          15569256448,
                32212254720,          66571993088,         137438953472,
               283467841536,         584115552256,        1202590842880,
              2473901162496,        5085241278464,       10445360463872,
             21440476741632,       43980465111040,       90159953477632,
            184717953466368,      378231999954944,      774056185954304,
           1583296743997440,     3236962232172544,     6614661952700416,
          13510798882111488,    27584547717644288,    56294995342131200,
         114841790497947648,   234187180623265792,   477381560501272576,
         972777519512027136,  1981583836043018240,  4035225266123964416,
        8214565720323784704, -1729382256910270464, -2882303761517117440,
       -4611686018427387904, -6917529027641081856, -9223372036854775808,
       -9223372036854775808,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0,                    0,                    0,
                          0])

因此，如您所见，在某些情况下，结果会变得不一致。 有谁知道是什么原因造成的？

添加

“不同的系统”是指不同的计算机。 第一台计算机具有 numpy 1.15.1，第二台计算机具有 1.15.2。

Answer 1

旧版本的 NumPy 没有定义移位运算符在尝试移位 >= 类型宽度时的操作。 他们基本上只是将语义委托给 C 移位运算符，对此未定义行为。 根据硬件和编译器细节，几乎任何事情都可能发生（理论上包括崩溃、安全问题和任意其他不当行为）。

这在 1.18 中有所更改，但您的 NumPy 版本比这更旧。

如果您想要定义的行为，请不要尝试进行这样的转变。