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Python中C类型整数的最大值和最小值

ctypes size max integer python

scls · 技术社区 · 6 年前

我正在寻找一种方法来获取(使用Python)C类型整数的最大值和最小值(即 uint8 , int8 , uint16 , int16 , uint32 int32 , uint64 , int64

我本想在你家里找到这个的 ctypes 模块

In [1]: import ctypes
In [2]: ctypes.c_uint8(256)
Out[2]: c_ubyte(0)
In [3]: ctypes.c_uint8(-1)
Out[3]: c_ubyte(255)

朱莉娅有一个很好的特点:

julia> typemax(UInt8)
0xff

julia> typemin(UInt8)
0x00

julia> typemin(Int8)
-128

julia> typemax(Int8)
127

我很肯定Python也有类似的东西。

理想情况下,我甚至在寻找一种方法来确保给定的Python整数(据说是无界的)可以安全地转换为给定大小的C类型整数。当数字不在预期的间隔内时,它应该引发异常。

In [4]: ctypes.c_uint8(256)
Out[4]: c_ubyte(0)

我看到了这个帖子 Maximum and Minimum values for ints

我也注意到了 Detecting C types limits ("limits.h") in python?

1 回复 | 直到 6 年前

CristiFati 4 年前

根据: [Python 3.Docs]: Numeric Types - int, float, complex :

整数有无限的精度。

翻译成代码:

>>> i = 10 ** 100
>>> i
10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
>>> len(str(i))
101
>>> i.bit_length()
333

另一方面,每个 C级类型具有固定大小(取决于平台/体系结构),如中所示 [CppReference]: Fundamental types .

[Python 3.Docs]: ctypes - A foreign function library for Python 没有提到任何类型限制( 请注意,这里没有记录一些内容 ),让我们手动查找。

代码00.py

#!/usr/bin/env python3

import sys
from ctypes import c_int8, c_uint8, c_byte, c_ubyte, c_int16, c_uint16, \
    c_int32, c_uint32, c_int, c_uint, c_long, c_ulong, c_longlong, c_ulonglong, \
    c_int64, c_uint64, \
    sizeof


def limits(c_int_type):
    signed = c_int_type(-1).value < c_int_type(0).value
    bit_size = sizeof(c_int_type) * 8
    signed_limit = 2 ** (bit_size - 1)
    return (-signed_limit, signed_limit - 1) if signed else (0, 2 * signed_limit - 1)


def main():
    test_types = [
        c_int8,
        c_uint8,
        c_byte,
        c_ubyte,
        c_int16,
        c_uint16,
        c_int32,
        c_uint32,
        c_int,
        c_uint,
        c_long,
        c_ulong,
        c_longlong,
        c_ulonglong,
        c_int64,
        c_uint64
    ]
    for test_type in test_types:
        print("{:s} limits: ({:d}, {:d})".format(test_type.__name__, *limits(test_type)))


if __name__ == "__main__":
    print("Python {:s} on {:s}\n".format(sys.version, sys.platform))
    main()

笔记

代码依赖于这样一个事实:对于某个整数类型,它的区间(限制是区间的端点)是:
- _{(
  
  2} : [-(2 ^{钻头尺寸-1} - 1]
- 未签名 : [0, 2 - 1]
检查a型的符号 -1 (将自动转换为上限(由于 )由 未签名 类型)
任务的其余部分(创建一个比较蟒蛇 C类型
这只是为了演示的目的,所以我没有做任何参数检查

输出

(py35x64_test) e:\Work\Dev\StackOverflow\q052475749>"e:\Work\Dev\VEnvs\py35x64_test\Scripts\python.exe" code00.py
Python 3.5.4 (v3.5.4:3f56838, Aug  8 2017, 02:17:05) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32

c_byte limits: (-128, 127)
c_ubyte limits: (0, 255)
c_byte limits: (-128, 127)
c_ubyte limits: (0, 255)
c_short limits: (-32768, 32767)
c_ushort limits: (0, 65535)
c_long limits: (-2147483648, 2147483647)
c_ulong limits: (0, 4294967295)
c_long limits: (-2147483648, 2147483647)
c_ulong limits: (0, 4294967295)
c_long limits: (-2147483648, 2147483647)
c_ulong limits: (0, 4294967295)
c_longlong limits: (-9223372036854775808, 9223372036854775807)
c_ulonglong limits: (0, 18446744073709551615)
c_longlong limits: (-9223372036854775808, 9223372036854775807)
c_ulonglong limits: (0, 18446744073709551615)