Python的数学函数在哪里可以查看？

Question

我想研究一下Python如何计算平方根，所以我试图找到math.sqrt()的定义，但是我无法在任何地方找到它。我已经查看了_math.c、mathmodule.c和其他地方。

我知道Python使用C语言的数学函数，但它们是否在Python发行版中，还是链接到其他代码中呢？我正在使用Mac OS X。 math.sqrt()算法在哪里？

- Tom Scrace

Answer 1

这取决于实现。CPython使用标准C库中的数学函数。Jython很可能使用Java的数学方法，诸如此类。

事实上，Python与数学函数的实际实现无关。这些更多地涉及IEEE 754，该标准现在几乎被独家用于表示计算机中的浮点数。

无论如何，就CPython而言，它的math模块只是C函数的薄包装器（prooflink，位于页面底部）。这些C函数作为标准C库的一部分实现。通常包含在操作系统发行版中，并且很可能以二进制形式分发，没有源代码。还要注意，许多微处理器都针对某些操作具有专门的指令，您的编译器可能会使用这些指令，而不是跳转到C库中的实现。

我无法告诉您在系统上使用的标准C库的确切算法。这里解释了一些可能的算法here。

在OS X的特定情况下，数学函数位于libSystem.dylib中，不幸的是，这不是开放源代码的（只有stub code available on Apple's Open Source site）。但是，如果您感兴趣，可以将其反汇编 - 在当前系统上，请尝试例如：

otool -tvV /usr/lib/system/libsystem_m.dylib

- Alexei Sholik

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你可以这样查看 ldd $(which python) | grep libm。它会显示 libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fedd6561000)（或类似的内容）。 - Noufal Ibrahim

Answer 2

有些模块是用C语言编写的，而不是Python，因此您无法找到.py文件。 您可以使用以下命令查看这些模块的列表：

import sys print sys.builtin_module_names

由于它是用C语言编写的，因此您必须在源代码中找到它。 如果您已经拥有源代码，则可以在模块目录中找到。

- David Yen

Answer 3

对代码进行简单的grep将会有所帮助：

http://svn.python.org/view/python/trunk/Modules/cmathmodule.c?revision=76978&view=markup

- Andreas Jung

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明白了，太好了，谢谢。 我之前可能错过了它，因为我在寻找一个叫做“sqrt”的东西。 - Tom Scrace

这不是一个真正的答案。cmath是一个用于复数的数学模块。c_sqrt在sqrt的基础上实现了复数的平方根。sqrt的实际实现不包含在cmath源代码中。有关更多详细信息，请参阅我的回答。 - Alexei Sholik

Alexei，我正想问这个问题！我进行了一些调查，似乎你是完全正确的。math.sqrt()不能用于复数，但是在cmath中的函数可以。请参见http://docs.python.org/library/math.html。我刚刚从http://ftp.gnu.org/gnu/glibc/下载了C标准库源代码，希望能找到更多答案。谢谢！ - Tom Scrace

不，我同意。乍一看它相当难以理解。我还在ieee754目录中找到了另一个名为e_sqrt.c的实现，它至少看起来可能正在计算平方根。似乎有许多不同的例程适用于不同的架构。sqrt()函数提供了所有这些函数的包装器，尽管从一个文件到另一个文件的宏和#includes的轨迹有点难以跟踪！ - Tom Scrace

Answer 4

我不确定在哪里可以找到Python使用的确切算法，但我希望这能帮到你。在Python中计算平方根最简单的方法是使用**（幂）运算符。我不知道您对指数做了多少工作，但平方根就是将某物质放置于半个幂次方之上。因此，你可以使用以下代码实现：

print x**0.5

这将打印出你在x的位置输入的任何数字的平方根。当然，如果你使用的是Python 3，那么你需要写成：

print(x**0.5)

这将是计算平方根的最简单方法。这可以在一个函数中实现，例如：

sqrt(x):
    return x**0.5

对于其他根数，如立方根等，可以使用以下函数：

root(x, root):
    return x**root

当你将根数传入函数时，请使用十进制形式的索引数字，例如：

2：0.5

3：0.33333333（循环）

4：0.25

5：0.2

我希望你能看出这个模式。我也希望这对你有所帮助！:)

- Jake Nixon

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这并没有解释Python是如何实际计算这些结果的。 - Tony Suffolk 66