在Python中如何实现**？

Question

我想知道在哪里可以找到关于Python中**这个运算符是怎么实现的资料。有人能给我指个方向吗？

Answer 1

我觉得caseysrandomthoughts是在问关于函数定义时的星号（*）用法。

你可以在这个Python文档页面找到答案：http://docs.python.org/tutorial/controlflow.html#more-on-defining-functions

当函数的最后一个参数是**name这种形式时，它会接收一个字典，这个字典包含了所有的关键字参数，除了那些已经对应到正式参数的。

我在其他地方也看到过对这个内容的描述，但我记不起来了。

Answer 2

有两种不同的实现方式，一种是针对整数（在3.0版本中是长整型）对象的，另一种是针对浮点数对象的。

浮点数的幂运算是通过一个叫做 float_pow(PyObject *v, PyObject *w, PyObject *z) 的函数来实现的，这个函数在Python源代码的Objects/floatobject.c文件中定义。这个函数会调用C标准库中的math.h里的pow()函数。

整数的幂运算有自己独特的实现方式，使用的是 int_pow(PyIntObject *v, PyIntObject *w, PyIntObject *z) 这个函数，它在Python源代码的Objects/intobject.c文件中定义（在3.0版本中是longobject.c）。

Answer 3

Python的语法定义（通过pgen生成解析器）中，有关'power'的部分可以查看这里：Grammar/Grammar

Python的抽象语法树（ast），有关'ast_for_power'的部分可以查看这里：Python/ast.c

Python的执行循环中，有关'BINARY_POWER'的部分可以查看这里：Python/ceval.c

这个部分会调用PyNumber_Power（在Objects/abstract.c中实现）：

PyObject *
PyNumber_Power(PyObject *v, PyObject *w, PyObject *z)
{
    return ternary_op(v, w, z, NB_SLOT(nb_power), "** or pow()");
}

基本上，它会调用pow这个功能。对于长整型对象（在3.0版本中唯一的默认整数类型），这个功能在long_pow函数中实现，具体可以查看Objects/longobject.c，而对于整型对象（在2.x版本中），则是在int_pow函数中实现，具体可以查看Object/intobject.c

如果你深入了解long_pow函数，你会发现，在检查参数和做一些准备工作后，真正的指数运算的核心部分可以在这里看到：

if (Py_SIZE(b) <= FIVEARY_CUTOFF) {
    /* Left-to-right binary exponentiation (HAC Algorithm 14.79) */
    /* http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/about/chap14.pdf    */
    for (i = Py_SIZE(b) - 1; i >= 0; --i) {
        digit bi = b->ob_digit[i];

        for (j = 1 << (PyLong_SHIFT-1); j != 0; j >>= 1) {
            MULT(z, z, z)
            if (bi & j)
                MULT(z, a, z)
        }
    }
}
else {
    /* Left-to-right 5-ary exponentiation (HAC Algorithm 14.82) */
    Py_INCREF(z);   /* still holds 1L */
    table[0] = z;
    for (i = 1; i < 32; ++i)
        MULT(table[i-1], a, table[i])

    for (i = Py_SIZE(b) - 1; i >= 0; --i) {
        const digit bi = b->ob_digit[i];

        for (j = PyLong_SHIFT - 5; j >= 0; j -= 5) {
            const int index = (bi >> j) & 0x1f;
            for (k = 0; k < 5; ++k)
                MULT(z, z, z)
            if (index)
                MULT(z, table[index], z)
        }
    }
}

这个部分使用了在应用密码学手册的第14.6章中讨论的算法，这些算法描述了高效的任意精度算术的指数运算方法。

在Python中如何实现**？

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