python / python/cpython

Specialize complex power for integer/real exponents

Đang mở
#137,746 3 bình luận 0 reaction 1 người được giao Xem trên GitHub

@skirpichev đang làm issue này rồi.

Từ ngày 14/8/2025.

interpreter-core type-feature
Ngôn ngữ chính
Python
Star
77.2k
Fork
35.9k
Chỉ số merge pull request
Chỉ số pull request đang chờ

Mô tả

Feature or enhancement

Proposal:

With #69639 complex arithmetic in Python was extended to support C-like mixed-more rules, where one operand is a float or an int. However, this doesn't affect exponentiation.

Currently we have, for example:

>>> import cmath
>>> z = complex('inf')
>>> z**0.5
Traceback (most recent call last):
  File "<python-input-2>", line 1, in <module>
    z**0.5
    ~^^~~~
OverflowError: complex exponentiation
>>> cmath.sqrt(z)
(inf+0j)
>>> z**2
Traceback (most recent call last):
  File "<python-input-4>", line 1, in <module>
    z**2
    ~^^~
OverflowError: complex exponentiation

which is just meaningless. Note also, that plain multiplication is not too much better in the last case:

>>> z*z
(inf+nanj)

What we actually want here is exp(log(z)*real_exponent):

>>> import cmath, math
>>> def mypow(b, e):
...     if isinstance(b, (float, int)) and b > 0:
...         if isinstance(e, (float, int)):
...             return math.exp(e*math.log(b))
...         return cmath.exp(e*math.log(b))
...     return cmath.exp(e*cmath.log(b))
...     
>>> mypow(z, 2)
(inf+0j)
>>> mypow(z+123j, 2)
(inf+0j)

This works as expected for real exponents and/or positive bases due to special mixed-mode rules in complex arithmetic (this time - in multiplication).

Special rules for exponentiation will be useful for implementation of complex functions, using known analytic identities. For example:

>>> cmath.asinh(z)
(inf+0j)
>>> myasinh_bad = lambda z: cmath.log(z + cmath.sqrt(1 + z**2))
>>> myasinh_bad(z)
Traceback (most recent call last):
  File "<python-input-11>", line 1, in <module>
    myasinh_bad(z)
    ~~~~~~~~~~~^^^
  File "<python-input-10>", line 1, in <lambda>
    myasinh_bad = lambda z: cmath.log(z + cmath.sqrt(1 + z**2))
                                                         ~^^~
OverflowError: complex exponentiation
>>> myasinh_bad2 = lambda z: cmath.log(z + cmath.sqrt(1 + z*z))
>>> myasinh_bad2(z)
(inf+nanj)
>>> myasinh_good = lambda z: cmath.log(z + cmath.sqrt(1 + mypow(z, 2)))
>>> myasinh_good(z)
(inf+0j)
Has this already been discussed elsewhere?

No response given

Links to previous discussion of this feature:

No response

Hướng dẫn đóng góp

Mở hướng dẫn đóng góp

Bắt đầu từ đâu

  1. Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
  2. Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
  3. Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
  4. Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.

Đánh giá

Issue này chưa được đánh giá.

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

Bản tóm tắt ngắn những issue GitHub phù hợp với người mới.