python - 在numpy中正向和反向位扫描

Question

我需要计算 numpy uint64 变量中尾随和前导零的数量，所以现在我这样做：

# n > 0
n = np.uint64(100)
s = np.binary_repr(n)
trail_zeros = len(s) - len(s.rstrip('0'))
lead_zeros = 64 - len(s)

有没有更好的方法来做到这一点，而不使用字符串？优先级是速度。谢谢！

Answer 1

对于 in 中的数字[0,2**63)，我们可以使用一些算术运算来获取二进制格式的前导零和尾随零，从而跳过字符串操作 -

def get_leading_trailing_zeros(n):
    a = (2**np.arange(64) & n)
    lead_zeros = 64-a.argmax()-1
    if n==0:
        trail_zeros = 1
    else:
        trail_zeros = (a==0).argmin()
    return lead_zeros,trail_zeros

Answer 2

我不确定以下代码的速度。但是你当然可以这样做，而不使用字符串。

n = np.uint64(100)
i=1
while((n>>np.uint64(i))%2==0):
    i+=1

trail_zeros=i

你右移这个值n，直到你得到一个奇数。完成的右移次数等于trail_zeros。

Answer 3

lead_zeros = int(64-np.ceil(np.log2(n)))

因为len(s)等于ceil(log2(n))。这是纯粹的算术运算，因此它可以被 numpy 完美地向量化，并且比编写自己的循环要快得多。

表现