ibm2ieee 1.3.3

功能

• 快速：在典型现代机器上，假设正常输入，每秒可转换200-400百万个值。

• 正确：转换结果按照默认的IEEE 754四舍六入五舍偶舍的舍入模式正确舍入。边界情况（溢出、下溢、亚数值结果、有符号零、非规格化输入）都得到正确处理。当舍入后的转换值超出目标类型的范围时，返回相应的有符号无穷大。

• 处理单精度和双精度输入和输出格式。

可移植性提示：此模块提供的转换函数假定 numpy.float32 和 numpy.float64 是基于标准的IEEE 754二进制32和二进制64浮点格式。这在当前的大多数平台上都是正确的，但并非相关语言标准所保证。

用法

此包提供了两个函数

• ibm2float32 将IBM单精度或双精度数据转换为IEEE 754单精度值，格式为 numpy.float32。

• ibm2float64 将IBM单精度或双精度数据转换为IEEE 754双精度值，格式为 numpy.float64。

对于这两个函数，IBM单精度输入数据必须使用 numpy.uint32 dtype 表示，而IBM双精度输入必须使用 numpy.uint64 表示。

这两个函数都假定IBM数据已经被转换为NumPy整数格式，使得浮点数的最显著位成为整数值的最显著位。因此，当解码表示IBM十六进制浮点数的字节数据时，考虑字节数据的字节序非常重要。下面是转换大端字节数据的示例。

示例

>>> import numpy
>>> from ibm2ieee import ibm2float32, ibm2float64
>>> ibm2float32(numpy.uint32(0xc1180000))
-1.5
>>> type(ibm2float32(numpy.uint32(0xc1180000)))
<class 'numpy.float32'>
>>> ibm2float32(numpy.uint64(0x413243f6a8885a31))
3.1415927
>>> ibm2float32(numpy.uint32(0x61100000))
inf
>>> ibm2float64(numpy.uint32(0xc1180000))
-1.5
>>> ibm2float64(numpy.uint64(0x413243f6a8885a31))
3.141592653589793
>>> ibm2float64(numpy.uint32(0x61100000))
3.402823669209385e+38
>>> input_array = numpy.arange(
        0x40fffffe, 0x41000002, dtype=numpy.uint32).reshape(2, 2)
>>> input_array
array([[1090519038, 1090519039],
       [1090519040, 1090519041]], dtype=uint32)
>>> ibm2float64(input_array)
array([[9.99999881e-01, 9.99999940e-01],
       [0.00000000e+00, 9.53674316e-07]])

当转换从文件中读取的字节数据时，了解数据的字节序（这在使用IBM十六进制浮点数的旧数据文件中通常是big-endian）非常重要。以下是将大端形式存储的IBM单精度数据转换为 numpy.float32 的示例。请注意，在将字节数组转换为NumPy uint32 数组时使用了 '>u4' dtype。对于小端输入数据，您将使用 '<u4'。

>>> input_data = b'\xc12C\xf7\xc1\x19!\xfb\x00\x00\x00\x00A\x19!\xfbA2C\xf7'
>>> input_as_uint32 = numpy.frombuffer(input_data, dtype='>u4')
>>> input_as_uint32
array([3241296887, 3239649787,          0, 1092166139, 1093813239],
      dtype=uint32)
>>> ibm2float32(input_as_uint32)
array([-3.141593, -1.570796,  0.      ,  1.570796,  3.141593],
      dtype=float32)

关于格式的说明

IBM单精度格式具有6个十六进制数字的精度，实际上转换为21-24位精度，具体取决于相关值所属的binade。IEEE 754单精度具有24位精度。因此，所有不太小、不太大的IBM单精度值都可以精确转换为IEEE 754单精度值，不会丢失精度。然而，IBM单精度的范围大于相应的IEEE 754范围，因此极端的IBM单精度值在转换为IEEE 754单精度时可能会溢出到无穷大，下溢到零，或舍入到亚数值。

对于双精度转换，权衡是相反的：IBM双精度格式具有53-56位的有效精度，而IEEE 754双精度具有53位精度。因此，大多数IBM值在转换为IEEE 754时会舍入。然而，IEEE 754双精度范围大于IBM双精度范围，因此在将IBM双精度转换为IEEE 754双精度时不会出现溢出、下溢或精度降低的亚数值结果。

每个IBM单精度值都可以在IEEE 754双精度中精确表示，因此如果您想要IBM单精度数据的无损表示，请使用 ibm2float64。

请注意，IBM格式不允许表示特殊值，如无穷大和NaN。然而，有符号零是可表示的，并且零的符号在所有转换中都得到保留。

安装

最新的ibm2ieee版本可在Python包索引中找到，地址为 https://pypi.ac.cn/project/ibm2ieee。可以使用 pip 以常规方式安装。

pip install ibm2ieee

轮子适用于常见的平台和Python版本。如果从源代码安装，请注意，ibm2ieee 包含一个 C 扩展，因此您需要在您的系统上安装适当的编译器才能进行安装。

ibm2ieee 需要 Python >= 3.7。

许可证

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本软件根据 LICENSE.txt 中包含的 BSD 许可证提供，且仅可在上述许可证所述条件下重新分发。许可证还可在以下网址在线获取：http://www.enthought.com/licenses/BSD.txt

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