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
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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：conda install libpython m2w64-toolchain -c msys2
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：
sudo apt-get install build-essential
2.2 安装cython库
如果没安装Anaconda：
pip install cython如果安装了Anaconda：
conda install cython
3. 在Jupyter Notebook上使用Cython
首先加载Cython扩展，使用魔术命令
%load_ext Cython接下来运行Cython代码，使用魔术命令
%%cython
%load_ext Cython
%%cython
cdef int a = 0
for i in range(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
def f(x):
return x ** 2 - x
%timeit f(100)
4.2 Cython def函数
%%cython
from time import time
def f1(x):
return x ** 2 - x
n = 10000000
start = time()
for _ in range(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
from time import time
cpdef long f2(long x):
return x ** 2 - x
n = 10000000
start = time()
for _ in range(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
from time import time
cdef long f3(long x):
return x ** 2 - x
n = 10000000
start = time()
for _ in range(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
def sum_list(A):
ret = 0
for x in A:
ret += x
return ret
%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
for x in A:
ret += x
return ret
%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
from time import time
cdef long f4(long x):
return x ** 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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