1. Cython是什么,？

它是一個(gè)用來(lái)快速生成Python擴(kuò)展模塊(extention module)的工具

語(yǔ)法是Python和c的混血

Cython作為一個(gè)Python的編譯器，在科學(xué)計(jì)算方面很流行,，用于提高Python的速度，通過(guò)OpenMPI庫(kù)還可以進(jìn)行吧并行計(jì)算,。

2. Cython安裝（Windows）

我的環(huán)境是win7 x64, python27, vs2010

安裝的基礎(chǔ)是有一個(gè)c編譯器（這里以vs2010為例）

從http://下載安裝包,，解壓到一目錄，進(jìn)入該目錄,，在cmd命令行中執(zhí)行

python setup.py install

注：執(zhí)行過(guò)程可能遇到問(wèn)題：Windows下pip安裝包報(bào)錯(cuò)：Microsoft Visual C++ 9.0 is required Unable to find vcvarsall.bat

解決方案：下載Microsoft Visual C++ Compiler for Python 2.7,，點(diǎn)擊直接安裝即可。

3. 例子

例3.1：入門

創(chuàng)建hello.pyx,，內(nèi)容如下

def say_hello():
    print "Hello World!"

創(chuàng)建setup.py,，內(nèi)容如下

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(name = 'Hello world app',
      ext_modules = cythonize("hello.pyx"))

編譯Cython代碼

• step1: 把.pyx文件被Cython便以為.c文件
• step2: 把.c文件編譯為可導(dǎo)入的使用模塊.so(Windows下為.pyd)文件

注：可能出現(xiàn)問(wèn)題：Unable to find vcvarsall.bat

原因：Python 2.7 會(huì)搜索 Visual Studio 2008.如果你電腦上沒(méi)有這個(gè)版本的話就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

如果裝的是vs2010,，那么在cmd命令行中執(zhí)行

如果裝的是vs2010，那么在cmd命令行中執(zhí)行　

執(zhí)行

例3.2 通過(guò)靜態(tài)類型提高速度

在Cython中可以通過(guò)標(biāo)記靜態(tài)類型來(lái)提高速度,，凡是標(biāo)記為靜態(tài)類型的部分都會(huì)將動(dòng)態(tài)語(yǔ)言類型變?yōu)楹?jiǎn)單的c代碼,，從而提速。

但是如果濫用靜態(tài)類型,，會(huì)降低可讀性,，甚至因類型設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致錯(cuò)誤類型檢查造成速度降低。

例3.2.1 靜態(tài)類型變量

Python原生態(tài)代碼

compute.pyx

def f(x):
    return x ** 2 - x
def integrate_f(a, b, N):
    s = 0
    dx = (b - a) / N
    for i in range(N):
        x += f(a + i * dx)
    return s * dx

setup.py

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(
  name = 'Hello world app',
  ext_modules = cythonize("compute.pyx"),
)

test.py

import compute
import time
starttime = time.clock()
compute.integrate_f(3.2, 6.9, 1000000)
endtime = time.clock()
print "read: %f s" %(endtime - starttime）

執(zhí)行

結(jié)果

使用靜態(tài)變量替換后的代碼

compute2.pyx

def f(double x):
    return x ** 2 - x
def integrate_f(double a, double b, int N):
    cdef int i
    cdef double s, dx
    s = 0
    dx = (b - a) / N
    for i in range(N):
        s += f(a + i * dx)
    return s * d

setup2.py

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(
  name = 'Hello world app',
  ext_modules = cythonize("compute2.pyx"),
)

test2.py

import compute2
import time
starttime = time.clock()
compute2.integrate_f(3.2, 6.9, 1000000)
endtime = time.clock()
print "read: %f s" %(endtime - starttime)

執(zhí)行

結(jié)果

結(jié)論

該測(cè)試用例,，使用靜態(tài)類型速度是不使用靜態(tài)類型的3倍,。

例3.2.2 靜態(tài)類型函數(shù)

把compute2.pyx中的函數(shù)變?yōu)?/p>

cdef double f(double x):
    return x ** 2 - x
def integrate_f(double a, double b, int N):
    cdef int i
    cdef double s, dx
    s = 0
    dx = (b - a) / N
    for i in range(N):
        s += f(a + i * dx)
    return s * dx

結(jié)果

結(jié)論：比例子3.2.1速度又快了

例3.3 調(diào)用C函數(shù)

cdef extern from "math.h":
    double sin(double)
    double cos(double)

cpdef double Sin(double x):
    return sin(x)

cpdef double Cos(double x):
    return cos(x)

• cpdef: 對(duì)于Python可使用的函數(shù)使用（為了使得在以后的Python程序中調(diào)用Sin，Cos函數(shù),，用cpdef,，而不用cdef）
• cdef: 對(duì)于C可使用的函數(shù)使用

請(qǐng)注意，上面的代碼聲明了 math.h 里的函數(shù),，提供給 Cython 使用,。C編譯器在編譯時(shí)將會(huì)看到 math.h 的聲明，但 Cython 不會(huì)去分析 math.h 和單獨(dú)的定義,。

4. 延伸

Cython 0.22 documentation