2.9。浮点陷阱

原文: http://numba.pydata.org/numba-doc/latest/reference/fpsemantics.html

2.9.1。精度和准确度

对于某些操作,Numba 可能使用与 Python 或 Numpy 不同的算法。结果可能不是逐位兼容的。差异通常应该很小并且在合理的期望范围内。但是,小的累积差异最终可能会产生很大的差异,特别是如果涉及不同的功能。

2.9.1.1。数学库实现

Numba 支持各种平台和操作系统,每个平台和操作系统都有自己的数学库实现(此处称为libm)。 libm中包含的大多数数学函数都有 IEEE 754 标准规定的特定要求(如sin()exp()等),但每个实现都可能有错误。因此,在某些平台上,Numba 必须特别注意以解决已知的libm问题。

另一个典型问题是操作系统的libm功能集不完整,需要通过附加功能进行补充。这些参考 IEEE 754 和 C99 标准提供,并且通常以类似于等效 CPython 功能的方式在 Numba 中实现。

特别是,已知数学库问题会影响 Windows 上的 Python 2.7 构建,因为 Python 2.7 需要使用过时版本的 Microsoft Visual Studio 编译器。

2.9.1.2。线性代数

即使给出float32输入,Numpy 也会强制某些线性代数运算以双精度模式运行。当所有输入都是float32complex64时,Numba 将始终观察输入的精度,并调用单精度线性代数例程。

Numba 中numpy.linalg例程的实现仅支持在提供底层核心功能的 LAPACK 函数中使用的浮点类型。因此,仅支持float32float64complex64complex128类型。如果用户有例如在int32类型中,在用于这些例程之前,必须对浮点类型执行适当的类型转换。这个决定的原因是基本上避免必须复制在 Numpy 中做出的类型转换选择,并且还鼓励用户为他们正在进行的操作选择最佳浮点类型。

2.9.1.3。混合型操作

Numpy 最常返回float64作为使用混合整数和浮点操作数的计算结果(典型示例是幂运算符**)。相比之下,Numba 将在浮点操作数中选择最高精度,因此例如float32 ** int32将返回float32,而不管输入值如何。这使得性能特征更容易预测,但如果需要额外的精度,则应明确地将输入转换为float64

2.9.2。警告和错误

当调用 vectorize() 创建的 ufunc 时,Numpy 将通过检查 FPU 错误字来确定是否发生错误。然后它可能会打印出警告或引发异常(例如RuntimeWarning: divide by zero encountered),具体取决于当前的错误处理设置。

但是,根据 LLVM 如何优化 ufunc 代码,可能会出现一些虚假警告或错误。如果您遇到此问题,我们建议您调用 numpy.seterr() 来更改 Numpy 的错误处理设置,或者 numpy.errstate 上下文管理器暂时切换它们:

  1. with np.errstate(all='ignore'):
  2. x = my_ufunc(y)