Use the Neri–Schneider algorithm for ordinal-to-date conversion in datetime

Đang mở
  • Có gì không ổn?
#161,746 3 bình luận 1 reaction 0 người được giao Xem trên GitHub

Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày

Chưa có ai nhận issue này.

Đánh giá

Độ khó
4/5
Thời gian dự kiến
3-5 ngày
Mức phù hợp với người mới
25/100
Loại issue
Tính năng
Độ rõ ràng
Đặc tả rõ ràng
Mức độ hoạt động
Đình trệ
Công nghệ
c, python
Lĩnh vực
backend

Hướng nghiên cứu

Read ord_to_ymd() in Modules/_datetimemodule.c and _ord2ymd() in Lib/_pydatetime.py, then compare their current logic with the proposed Figure 12 algorithm. Check the datetime and calendar test suites and the month-boundary tests described in the issue. Done means both implementations preserve ordinal conversion results and error behavior while passing the relevant tests; the linked PR indicates work is already underway.

Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.

Mô tả

extension-modules performance stdlib type-feature
Proposal

ord_to_ymd() in Modules/_datetimemodule.c and _ord2ymd() in Lib/_pydatetime.py
convert a proleptic Gregorian ordinal to (year, month, day). They still use the
algorithm from 2002: four divisions by the 400/100/4/1-year cycle lengths, a
special case for December 31 at the end of a 4- or 400-year cycle, and a month
estimate that is "either exact or one too large" and is corrected afterwards
(for about 24% of dates).

Neri and Schneider, "Euclidean affine functions and their application to
calendar algorithms" (Softw Pract Exper. 2023;53(4):937–970,
https://arxiv.org/abs/2102.06959) give an algorithm with no lookup tables and
no estimate-and-correct step. GCC's libstdc++, the Linux kernel, .NET and Go
already use it. I propose replacing both functions with their Figure 12.

The conversion is used by date.fromordinal(), date.fromisocalendar(),
fromisoformat() with ISO week dates, strptime() with %j or week
directives, and date/datetime ± timedelta when the result leaves the
current month by more than one day.

Verification
  • Same results as main for all 3,652,059 ordinals (0001-01-01 … 9999-12-31):
    SHA-256 over every date.fromordinal() result, plus fromisocalendar() and
    date + timedelta, for both the C and the pure-Python implementations.
  • C: same results for every positive int ordinal (1 … 2**31-1), including
    the error messages past 9999-12-31; checked with gcc 13 and clang.
  • Pure Python: same results for 2.3 million other integers, including negative
    and huge ones.
  • test_datetime, test_calendar, test_strptime, test_time, test_zoneinfo,
    test_plistlib and test_xmlrpc pass. The PR adds a test for the first and
    last days of every month in years at the ends of the 4-, 100- and 400-year
    cycles.
Benchmarks

pyperf, x86-64 VM, gcc 13.3, -O3, no PGO; µs per 1000 operations:

Benchmark main patched Speedup
date.fromordinal, random dates 35.6 25.3 1.40x
date + timedelta(days=40) 42.9 35.7 1.20x
date.fromisocalendar 83.5 71.0 1.18x
datetime + timedelta(days=40) 37.9 34.1 1.11x
date.fromordinal, consecutive dates 26.3 23.8 1.10x
date + timedelta(days=1), 1000 steps 32.8 31.8 1.03x

The C function itself takes 3-4 ns per call instead of 15-16 ns on random
dates (gcc 13 and clang, -O3). The pure-Python date.fromordinal() is about
1.3x faster.

With a PGO build (--enable-optimizations, gcc 13.3) of main (e3262d9) and of
the patch, 1,000,000 operations, best of 7, builds alternated:

Operation main patched Speedup
date.fromordinal, random dates 62.6 ms 45.9 ms 1.36x
date + timedelta(days=90) 69.0 ms 60.8 ms 1.13x
date.fromisoformat('2024-W07-1') 88.6 ms 77.8 ms 1.14x
date + timedelta(days=10) 53.0 ms 52.5 ms 1.01x

pyperformance 1.14.0 (--fast, same two PGO builds, 119 benchmarks in common):
geometric mean 1.00x. No pyperformance benchmark exercises this code path, so
no change is expected there; the differences per benchmark are noise.

Other platforms and checks
  • 32-bit x86 (gcc -m32): full CPython build; the seven test suites above
    pass, the all-dates digest is identical, and the C function matches the old
    one for every positive int.
  • AArch64 (clang cross build, run under QEMU): the C function matches the old
    one for every positive int.
  • UBSan + ASan (gcc): no reports over every positive int.
  • No warnings with -Wall -Wextra -Wpedantic -Wconversion -Wsign-conversion
    (gcc, 64- and 32-bit) or clang -Weverything on the new function.
  • Full test suite (./python -m test -j2): 52,706 tests; the only failures
    are test_socket and test_urllib, which fail the same way on unpatched main
    in my sandbox (no network).
  • Not tested locally: Windows/MSVC and macOS (left to CI).

I used an AI assistant
(Claude) to research the algorithm and prepare the patch; I reviewed the change
and its verification myself and can explain every line.

Linked PRs
  • gh-161747
Ngôn ngữ chính
Python
Star
78.2k
Fork
36.6k
Merge trung bình
19 giờ 57 phút
Pull request đã merge (30 ngày)
630

Chuẩn bị môi trường

Mở trong Codespaces

Khởi chạy dev container của dự án ngay trên trình duyệt, bằng tài khoản GitHub của bạn.

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.

Issue khác của python/cpython

Tất cả issue của python/cpython

Issue tương tự

Thêm issue về Python

Nhận issue mới trong hộp thư của bạn

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