通過Java將Jython中的無符號值偷偷帶到C並再次返回

Question

我參與了一個項目，其中我們將C API（通過Java）綁定到Jython中。 我們遇到了無符號值的問題（因為Java不支持它們）。 我們可以在Java和C之間使用強制轉換，但是從Jython遷移到Java是一項艱巨的任務。

我用Python編寫了一些“廣播”函數。 它們將表示有符號或無符號值的位模式轉換為表示相反符號的SAME BIT PATTERN。

例如：

>>> u2s(0xFFFFFFFF)
-1L

>>> hex(s2u(-1))
'0xffffffffL'

有沒有更優雅的方法來處理Jython與Java之間的這種符號轉換？ 有人嘗試過這樣做嗎？

這是整個模塊：

__all__ = ['u2s', 's2u']

def u2s(v,width=32):
    """
    Convert a bit pattern representing an unsigned value to the
    SAME BIT PATTERN representing a signed value.

    >>> u2s(0xFFFFFFFF)
    -1L
    >>> u2s(0x7FFFFFFF)
    2147483647L
    """

    msb = int("1" + ((width - 1) * '0'), 2)
    msk = int("1" * width, 2)
    nv  = v & msk

    if 0 < (msb & nv):
        return -1 * ((nv ^ msk) + 1)
    else:
        return nv

def s2u(v,width=32):
    """
    Convert a bit pattern representing a signed value to the
    SAME BIT PATTERN representing an unsinged value.

    >>> hex(s2u(-1))
    '0xffffffffL'
    >>> hex(s2u(1))
    '0x1L'
    """

    msk = int("1" * width, 2)

    if 0 > v:
        return msk & (((-1 * v) ^ msk) + 1)
    else:
        return msk & v

if __name__ == "__main__":
    import doctest
    doctest.testmod()

---

我去了，在Jython中對我的代碼VS接受的答案進行了基准測試。 可接受的答案的效果要好大約1/3！ 我只測試了具有明確定義的寬度的版本。

使用以下代碼編輯我提供的代碼以自己運行基准測試：

def _u2s(v, width=32):
    fmt = {8: "B", 16: "H", 32: "I", 64: "Q"}[width]
    return struct.unpack(fmt.lower(), struct.pack(fmt, v))[0]

def _s2u(v, width=32):
    fmt = {8: "B", 16: "H", 32: "I", 64: "Q"}[width]
    return struct.unpack(fmt, struct.pack(fmt.lower(), v))[0]

if __name__ == "__main__":
    import doctest
    doctest.testmod()

    import time

    x = range(-1000000,1000000)
    t1 = time.clock()
    y = map(s2u, x)
    t2 = time.clock()

    print t2 - t1

    _t1 = time.clock()
    z = map(_s2u, x)
    _t2 = time.clock()

    print _t2 - _t1

Answer 1

struct模塊非常適合

import struct

def u2s(v):
    return struct.unpack("i", struct.pack("I", v))[0]

def s2u(v):
    return struct.unpack("I", struct.pack("i", v))[0]

支持所有常見寬度

import struct

def u2s(v, width=32):
    fmt = {8: "B", 16: "H", 32: "I", 64: "Q"}[width]
    return struct.unpack(fmt.lower(), struct.pack(fmt, v))[0]

def s2u(v, width=32):
    fmt = {8: "B", 16: "H", 32: "I", 64: "Q"}[width]
    return struct.unpack(fmt, struct.pack(fmt.lower(), v))[0]

支持最大64位的任何寬度

import struct

def u2s(v, width=32):
    return struct.unpack("q",struct.pack("Q",v<<(64-width)))[0]>>(64-width)

def s2u(v, width=32):
    return struct.unpack("Q",struct.pack("q",v<<(64-width)))[0]>>(64-width)

如果您需要支持64位以上的寬度

def u2s(v, width=32):
    return v if v < (1L<<(width-1)) else v - (1L<<width)

def s2u(v, width=32):
    return v if v >= 0 else v + (1L<<width)