10分钟入门Cython

作者：李小文 算法工程师 Python爱好者社区专栏作者

知乎ID：https://www.zhihu.com/people/li_xiaowen/activities

本文github：

https://github.com/tushushu/flying-python

1. Cython是什么?

Cython是一个编程语言，它通过类似Python的语法来编写C扩展并可以被Python调用.既具备了Python快速开发的特点，又可以让代码运行起来像C一样快，同时还可以方便地调用C library。

2. 如何安装Cython?

跟大多数的Python库不同，Cython需要一个C编译器，在不同的平台上配置方法也不一样。

2.1 配置gcc

windows

安装MingW-w64编译器：

在Python安装路径下找到\Lib\distutils文件夹，创建distutils.cfg写入如下内容：

macOS

安装XCode即可

linux:gcc一般都是配置好的，如果没有就执行这条命令：

2.2 安装cython库

如果没安装Anaconda：

如果安装了Anaconda：

3. 在Jupyter Notebook上使用Cython

首先加载Cython扩展，使用魔术命令

接下来运行Cython代码，使用魔术命令

%load_ext Cython

%%cython

cdef int a =

foriinrange(10):

a += i

print(a)

4. 试试Cython到底有多快

常规Python函数，运行时间559 ns

Cython def函数，声明一个Python函数，既可以在模块内调用，也可以在模块外调用。模块内运行时间524.2 ns，模块外运行时间512 ns

Cython cpdef函数，声明一个C函数和一个Python wrapper，在模块内被当做C函数调用，在模块外被.py文件当做Python函数调用。模块内运行时间43.7 ns，模块外运行时间81.7 ns

Cython cdef函数，声明一个C函数，不可以在模块外被Python调用。模块内运行时间34.8 ns

4.1 常规Python函数

deff(x):

returnx **2- x

%timeit f(100)

4.2 Cython def函数

%%cython

fromtimeimporttime

deff1(x):

returnx **2- x

n =10000000

start = time()

for_inrange(n):

f1(100)

end = time()

run_time = (end - start) / n *1000*1000*1000

print("%.1f ns"% run_time)

%timeit f1(100)

4.3 Cython cpdef函数

%%cython

fromtimeimporttime

cpdef long f2(long x):

returnx **2- x

n =10000000

start = time()

for_inrange(n):

f2(100)

end = time()

run_time = (end - start) / n *1000*1000*1000

print("%.1f ns"% run_time)

%timeit f2(100)

4.4 Cython cdef函数

%%cython

fromtimeimporttime

cdef long f3(long x):

returnx **2- x

n =10000000

start = time()

for_inrange(n):

f3(100)

end = time()

run_time = (end - start) / n *1000*1000*1000

print("%.1f ns"% run_time)

5. 在Cython中使用Python对象

常规Python函数，运行时间549微秒

Python内置函数，运行时间104微秒

Cython函数，运行时间51.6微秒

A = list(range(10000))

5.1 常规Python函数

defsum_list(A):

ret =

forxinA:

ret += x

returnret

%timeit sum_list(A)

5.2 Python内置函数

%timeit sum(A)

5.3 Cython函数

%%cython

cpdef int sum_list_cython(A):

cdef int ret, x

forxinA:

ret += x

returnret

%timeit sum_list_cython(A)

6. 在.pyx文件中使用Cython

建立名为example.pyx的文件，键入如下代码

在控制台使用cythonize命令，将.pyx文件转为.c文件再编译为C模块

fromtimeimporttime

cdef long f4(long x):

returnx **2- x

if__name__ =="__main__":

cdef int x =3

print(f4(x))

参考文章

部分内容引用自 - Cython官方文档

http://link.zhihu.com/?target=http%3A//docs.cython.org/en/latest/index.html

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