加速Python代码的秘密武器，探索Cython的秘密

2024-02-26 08:46:20 浏览数 (1)

首先和大家明确一下这个Cython单词的读法，这个单词Cython以前我也不知道怎么读，老后面要用到这个包的时候，老是不清楚读法，才去搜了下，这个单词是读"赛森"，就是前面的cy是读"赛"，后面的读法和python后一个读音thon一样。

Cython是什么

Cython是一个用于将Python代码转换为C或C 代码的编译器。Cython能够将Python和C混合编码的.pyx脚本转换为C代码，主要用于优化Python脚本性能或Python调用C函数库。它允许充分发挥c语言性能的优势，同时仍然可以利用Python的简洁和易用性。Cython是一个独立的项目，并不是Python的标准库，可以通过安装Cython包来使用它。

使用Cython可以将Python代码转换成C或C ，进而编译成机器码。这样一来，借助Cython，可以在不改变太多代码的情况下，大大提高Python程序的运行度。Cython还提供了一些特性，如声明静态类型、直接调用C函数等，一步提升性能。

要安装Cython包，可以使用Python的包管理器（如pip）在命令行中运行以下命令：

代码语言：javascript复制
pip install Cython

安装完成后就可以在Python代码中使用Cython来编译优化。常见的用例包括编写高性能的数值计算库、C/C 的接口协议等。

当您使用Cython将Python代码转换为C或C 代码时，需要将Python代码中的一些部分注为Cython特定类型注释，以告诉Cython如何将其转换为相应的C或C 代码。

如何使用Cython

使用Cython有一定的规则，不可以随便使用，以下是一个简单的示例，演示如何使用Cython将Python代码转换C代码：

  1. 创建一个名为example.pyx的文件，包含以下代码：
代码语言：javascript复制
def add_numbers(a, b):
    return a   b
  1. 然后你需要在相同目录下创建一个名为setup.py的文件，包含以下代码：
代码语言：javascript复制
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules = cythonize("example.pyx"))
  1. 然后进入包含example.pyx和setup.py文件的目录，运行以下命令：
代码语言：javascript复制
python setup.py build_ext

然后就会你当前目录下生成一个example.c的C文件。可以在文件中看到Cython将代码转换为的C。这个生成的里面代码比较多，也比较复杂，当然核心代码就是实现就是实现pyx文件中的功能。如果你有观察当前目录的话，你会发现有个build目录生成。build目录下面就有example相关的so文件生成。

我们验证一下是否是如此

代码语言：javascript复制
Python 3.7.9 (default, Apr 26 2023, 09:00:47) 
[GCC 7.3.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import example
>>> example.add_numbers(100, 200)
300
>>>

当然你也可以讲生成的c文件自己编译成so文件，通过以下编译命令就可以生成example.so的动态链接库

代码语言：javascript复制
gcc -fPIC -c example.c -o example.o -I/usr/include/python3.7m/ -lpython3.7
gcc -shared -o example.so example.o

也就是说你用example的python代码写了一个接口，然后通过cython转成c代码编译成了so文件，也就相当于你既拥有了python语言的快速开发，又有了c语言的性能，这个就是cython的强大之处。

通过这种方式，可以将Python代码转换为C或C 代码，并通过编译器将其进一步编译成机器码。Cython提供了许多优化选和类型声明，可以进一步提高生成的C代码的性能。当然这只是一个非常非常简单示例，实际使用肯定比这个复杂的多，更多关于Cython的详细信息可以去Cython的官方社区了解。

pyx文件是啥

后缀为.pyx的文件是Cython的源代码文件，而不是Python的源代码文件。它将用于扩展Python的代码转换为C或C 代码，以提供更高的性能。.pyx文件包含了Cython编写的代码，其中可以包含Python代码和ython特定的语法。

Cython的源码文件使用.pyx作为文件后缀，以明确识这是Cython的文件，而不是普通的Python代码文件。反正就是pyx是兼容python的代码的，让你既拥有了python语言的快速开发，又有了c语言的性能。

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