Float 데이터 구조
cpython 가상 머신의 부동 소수점 숫자 유형의 데이터 구조 정의는 다음과 같습니다.
typedef struct { PyObject_HEAD double ob_fval; } PyFloatObject;
위의 데이터 구조 정의는 다음과 같습니다.
위의 데이터 구조 가장 중요한 필드 중 하나는 부동 소수점 숫자가 실제로 저장되는 ob_fval입니다.
ob_refcnt는 객체의 참조 횟수입니다.
ob_type은 객체 유형입니다.
부동 소수점 숫자에 대한 관련 방법
float 객체 만들기
앞서 논의한 튜플 및 목록 객체와 유사하게, float 유형이 cpython에서 내부적으로 구현되면 float 객체에 대한 중간 레이어도 생성됩니다. 부동 소수점 숫자의 메모리 할당 속도를 높이세요. 구체적인 관련 코드는 다음과 같습니다.
#define PyFloat_MAXFREELIST 100 static int numfree = 0; static PyFloatObject *free_list = NULL;
cpython 내부에서 long을 실행하면 100개의 부동 소수점 개체의 메모리 공간이 캐시됩니다. 100을 초과하면 메모리가 직접 해제됩니다. 여기서 주목할 점은 포인터를 사용하여 모든 부동 객체만 캐시할 수 있다는 것입니다.
이것은 PyFloatObject 객체의 struct _typeobject *ob_type; 필드를 사용하여 다음 float 객체의 메모리 공간을 가리킵니다. free_list의 데이터가 사용되지 않으므로 이 기능을 사용하여 일부를 저장할 수 있습니다. 기억. 다음은 부동 소수점 개체를 생성하는 구체적인 프로세스입니다.
PyObject * PyFloat_FromDouble(double fval) { // 首先查看 free_list 当中是否有空闲的 float 对象 PyFloatObject *op = free_list; if (op != NULL) { // 如果有 那么就将让 free_list 指向 free_list 当中的下一个 float 对象 并且将对应的个数减 1 free_list = (PyFloatObject *) Py_TYPE(op); numfree--; } else { // 否则的话就需要申请内存空间 op = (PyFloatObject*) PyObject_MALLOC(sizeof(PyFloatObject)); if (!op) return PyErr_NoMemory(); } /* Inline PyObject_New */ (void)PyObject_INIT(op, &PyFloat_Type); // PyObject_INIT 这个宏的主要作用是将对象的引用计数设置成 1 op->ob_fval = fval; return (PyObject *) op; }
Addition
다음은 cpython에서 부동 소수점 숫자를 추가하는 구체적인 구현입니다. 전체 프로세스는 비교적 간단합니다. 새 값을 얻고 새 값을 생성하면 됩니다. PyFloatObject 객체를 추가하고 이 객체 반환을 추가합니다.
static PyObject * float_add(PyObject *v, PyObject *w) { double a,b; CONVERT_TO_DOUBLE(v, a); // CONVERT_TO_DOUBLE 这个宏的主要作用就是将对象的 ob_fval 这个字段的值保存到 a 当中 CONVERT_TO_DOUBLE(w, b); // 这个就是将 w 当中的 ob_fval 字段的值保存到 b 当中 a = a + b; return PyFloat_FromDouble(a); // 创建一个新的 float 对象 并且将这个对象返回 }
뺄셈
뺄셈도 마찬가지입니다.
static PyObject * float_sub(PyObject *v, PyObject *w) { double a,b; CONVERT_TO_DOUBLE(v, a); CONVERT_TO_DOUBLE(w, b); a = a - b; return PyFloat_FromDouble(a); }
Multiplication
static PyObject * float_mul(PyObject *v, PyObject *w) { double a,b; CONVERT_TO_DOUBLE(v, a); CONVERT_TO_DOUBLE(w, b); PyFPE_START_PROTECT("multiply", return 0) a = a * b; PyFPE_END_PROTECT(a) return PyFloat_FromDouble(a); }
Division
static PyObject * float_div(PyObject *v, PyObject *w) { double a,b; CONVERT_TO_DOUBLE(v, a); CONVERT_TO_DOUBLE(w, b); if (b == 0.0) { PyErr_SetString(PyExc_ZeroDivisionError, "float division by zero"); return NULL; } a = a / b; return PyFloat_FromDouble(a); }
Negation
한 줄의 출력 문이 여기에 추가됩니다. 이는 나중에 테스트할 때 편의를 위한 것입니다.
static PyObject * float_neg(PyFloatObject *v) { printf("%.2lf 正在进行取反运算\n", v->ob_fval); return PyFloat_FromDouble(-v->ob_fval); }
절댓값 찾기
static PyObject * float_abs(PyFloatObject *v) { printf("%.2lf 正在进行取 abs 运算\n", v->ob_fval); return PyFloat_FromDouble(fabs(v->ob_fval)); }
부울 값 찾기
static int float_bool(PyFloatObject *v) { printf("%.2lf 正在进行取 bool 运算\n", v->ob_fval); return v->ob_fval != 0.0; }
아래 그림은 cpython 프로그램을 수정한 모습입니다!
다음은 수정 후 다시 부동소수점 연산을 했을 때의 출력입니다. 위의 코드에 추가한 문장들이 출력되는 것을 볼 수 있습니다.
위 내용은 Python 가상 머신에서 부동 소수점 숫자의 구현 원리는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!

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