Cython 的简要入门、编译及使用

Cython是一种通过python语法编写C扩展的编程语言，特点是支持可选的静态类型声明语言的一部分，源代码可被翻译成优化的C/C++代码并编译成python扩展模块。Cython既具备python快速开发的特点，又可以让代码运行速度像C/C++一样快，甚至可以调用C library。

Rosen.

9482人浏览 · 2022-03-12 11:01:16

Rosen. · 2022-03-12 11:01:16 发布

简介

Python官方就提供了Python/C API可以实现python和C语言的混编，但是其编写复杂，入门门槛高，于是Cython横空出世。Cython的编译环境需要有C编译器，可以直接通过pip安装。

pip install cython

编译方法

通常情况下python和C混编的方法有三种：

Python/C API，不但代码繁琐1，编译构建也复杂，所以才用Cython取代Python/C API
gcc手工编译生成.so文件
使用setup.py直接生成.so文件（推荐）

setup.py

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Build import cythonize

extensions = [
    Extension("拓展名", [".pyx文件名"],
        include_dirs=[...],
        libraries=[...],
        library_dirs=[...]),
    Extension("拓展名", [".pyx文件名"],
        include_dirs=[...],
        libraries=[...],
        library_dirs=[...]),
]

"""
name             包的名字
ext_modules      要构建的 Python 扩展的列表
"""
setup(
    name="包的名称",
    ext_modules=cythonize(extensions))

编译生成.so文件

python3 setup.py install

setuptools会自动帮我们编译出.c文件以及build文件夹，其中含有.so和.o文件。

Cython类型

作为一门典型的解释型语言，python在运行的时候需要不停的解释、执行、解释、执行，即使是同一条命令也是一样，每次都要重新的进行解释和执行，这是python速度慢的重要原因。cython将python语言转化为编译型代码，不再像解释型代码那样

类型定义

在Cython里定义一个C变量和C语言类似，不同的地方就是在声明的最前面要加上cdef,另外，末尾不用加分号：

cdef int an[10]

cdef int n = 123

cdef int *pn = &n

printf("%d \n",pn[0])

Tips:Cython里不能用类似*ptr这样代码来对指针变量进行取值，而必须用ptr[0]这样的形式。

类型转换

在Cython里用<>替代了()来进行类型转换，如：

cdef float a= 123.456

cdef int b

b = <int>a

Cython & C++

Cython不仅能够与C实现混编，如今，它也已经能够实现与C++的混编，要生成相应的CPP文件，只需要在.pyx文件开头注明：

# distutils: language = c++

这里要注意的是这两个函数：__cinit__和__dealloc__作用很简单，在__cinit__里进行C++相关变量的初始化，如C++对象的初始化。在__dealloc__可以释放C++对象，要注意的是，__cinit__不要调用Cython类的成员变量，因为这个时候Cython的类变量可能还没有初始化，会引发异常。