c++中的这些python函数？ [关闭]

Question

我基本上有一些我想理解的 Python 源代码（不是我自己的）。这是一个抗锯齿异或音频振荡器。我根本不知道 python - 但它的可读性很强，除了几件事：

首先 - 完整代码：

f0 = 500.
fs = 44100.
T0 = f0/fs
P0 = fs/f0

t = arange(0,3*fs)
L = len(t)
imax = 2**16


# =============================================================================
# SIGNALS
# =============================================================================

# -----------------------------------------------------------------------------
#
def trivial_xor():
    s = zeros(L)
    sd1 = zeros(L)
    sd2 = zeros(L)
    s = zeros(L)
    w = 0.5
    p = 0
    for n in range(0,L):
        d1 = 2*p - 1
        if p < w:   d2 = 0
        else:           d2 = -0.5
        x1 = int(d1 * imax) & 0xFFFF
        x2 = int(d2 * imax) & 0xFFFF
        y = (x1 ^ x2) / float(imax)
        s[n] = 2*y - 1
        sd1[n] = d1
        sd2[n] = d2
        p += T0
        if p > 1: p -= 1
    return s

# -----------------------------------------------------------------------------
#
def trivial_xor_withSources():
    s = zeros(L)
    sd1 = zeros(L)
    sd2 = zeros(L)
    s = zeros(L)
    w = 0.5
    p = 0
    for n in range(0,L):
        d1 = 2*p - 1
        if p < w:   d2 = 0
        else:           d2 = -0.5
        x1 = int(d1 * imax) & 0xFFFF
        x2 = int(d2 * imax) & 0xFFFF
        y = (x1 ^ x2) / float(imax)
        s[n] = 2*y - 1
        sd1[n] = d1
        sd2[n] = d2
        p += T0
        if p > 1: p -= 1
    return s,sd1,sd2

# -----------------------------------------------------------------------------
#
def PTR1_xor():
    s = trivial_xor() - 2*T0
    #
    T1 = 2*T0
    P1 = 1/T1
    cdc = 1 + T1
    p0 = p1 = 0
    #
    for n in range(0,L):
        if p0 < 0.5:
            h = 0.5
            if p1 < T1:
                s[n] = p1*(2 - 2*h*P1) + 2*h - cdc
        elif p0 < 0.75:
            h = 0.5
            if p1 < T1:
                s[n] = p1*(2 - 2*h*P1) + 2*h - cdc + 1
        else:
            h = 1
            pp = p1 - 0.5
            if pp < T1:
                s[n] = pp*(2 - 2*h*P1) + 2*h - cdc
        #
        p0 += T0
        p1 += T1
        if p0 > 1:  p0 -= 1
        if p1 > 1:  p1 -= 1
    return s

这一切看起来都很简单——除了我认为是缓冲区之外，我只需要知道 c++ 中的这些函数是什么？

////////////////////////////

t = arange(0,3*fs)
L = len(t)
imax = 2**16

////////////////////////////

 def trivial_xor_withSources():
    s = zeros(L)
    sd1 = zeros(L)
    sd2 = zeros(L)
    s = zeros(L)
    w = 0.5
    p = 0
    for n in range(0,L):

我打算实时使用它。其余的看起来就像简单的数学。非常感谢任何帮助！

安德鲁

Answer 1

如果您尝试将代码转换为 C++，您可以轻松实现（大致）等效的 arange 函数：

#include <vector>

template<typename T>
std::vector<T> arange(T start, T stop, T step = 1) {
    std::vector<T> values;
    for (T value = start; value < stop; value += step)
        values.push_back(value);
    return values;
}

你可以这样使用它：

auto t = arange<double>(0, 3*fs);
auto L = t.length();

** 是取幂。你可以调用pow函数：

#include <cmath>
const double imax = pow(2., 16.);

但由于无论如何您都在处理常量，因此最好：

const double imax = 65536.;

如果您想保留2**16 的表达能力，并且不想招致调用pow 的运行时成本（也许您希望能够更改指数而无需手动重新计算常量），您可以使用constexpr 函数：

constexpr unsigned long power(unsigned long base, unsigned long exponent) {
    return exponent == 0 ? 1 : base * pow(base, exponent - 1);
}

const unsigned long imax = power(2, 16);

Answer 2

以下是您概述的所有重要行的解释：

• len(t)表示“t的长度”，即数组t的元素个数。

• 2**16 是 “16 的 2 次方”（C++ 代码中的 1 << 16）。

• for n in range(0,L) 等价于for (int n = 0; i < L; ++i)

• arange 和 zeros 可能是 Numpy 函数。你可以找到他们的参考here和here。

关于最后一点，您可能从代码中省略了一些import 语句。

引用自文档：

范围

返回给定间隔内均匀分布的值。

在半开区间 [start, stop) 内生成值（即包含 start 但不包含 stop 的区间）。

默认步长为1，因此t 将是一个包含数字[0, 1, 2, 3, ..., 3 * 44100 - 1] 的数组。

零

返回给定形状和类型的新数组，用零填充。

zeros 的默认类型是float，因此s、sd1 和sd2 被初始化为由0.0 填充的数组，每个数组都有L 元素。

Answer 3

Python：t = arange(0,3*fs)

C++：double t[] = {0.0,1.0,...,3*fs}; // will not compile of course

Python：L = len(t)

C++：int L = sizeof(t)/sizeof(*t); // where t is an array in the current scope

Python：s = zeros(L)

C++：double s[L] = {0}; // where L is a constant

Python：for n in range(0,L)

C++：for (int i=0; i<L; i++)