Cython 三分钟入门教程

什么是Cython

Cython是一种基于Python语言的编译器，它可以将Python代码转换为C/C++代码，从而提高Python代码的执行效率。Cython可以使用Python的大部分语法，同时支持静态类型定义和C语言扩展，可以将Python代码转化为可以编译和执行的C语言代码。Cython通常与C的库或C++的库进行配合使用，从而达到提高Python代码执行效率的目的。

Cython的安装

使用pip安装Cython。

pip install Cython

安装完成后，打开Python终端，执行以下代码，检查Cython是否已成功安装：

import cython

如果没有提示错误，那么Cython已经被成功安装。

Cython的基本使用

在Python的代码中，我们可以使用Cython的命令来定义C类型变量或函数，比如：

cdef int a = 1
cdef int b = 2

cdef int my_sum(int x, int y):
    return x + y

这里通过在变量名或函数名前加上cdef关键字，来将其定义为C类型变量或函数，这样可以提高代码的执行效率。

在使用Cython编译器时，需要将.py文件转化为.pyx文件。假设我们要编译的文件名为mycode.py，那么可以使用以下命令将其编译为mycode.pyx文件：

cython mycode.py -o mycode.pyx

完成后，我们还需要使用Cython编译器将mycode.pyx文件编译为C/C++代码，并生成对应的动态库文件。使用以下命令完成：

cython mycode.pyx --embed
gcc -shared -pthread -fPIC -fwrapv -O2 -Wall -fno-strict-aliasing \
       -I/usr/include/python3.8 -o mycode.so mycode.c

这里我们使用gcc编译器将mycode.c文件编译为mycode.so动态库文件。完成后，我们就可以在Python中调用这个动态库文件，并执行其中的代码：

import mycode

print(mycode.my_sum(1, 2))  # 输出3

示例1

# my_sum.pyx
cdef int my_sum(int a, int b):
    return a + b

# setup.py
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules=cythonize('my_sum.pyx'))

步骤说明：

1. 编写包含my_sum函数的my_sum.pyx文件。
2. 编写包含setup函数的setup.py文件。
3. 执行python setup.py build_ext --inplace生成my_sum.pyd文件。
4. 在Python中调用my_sum函数。

from my_sum import my_sum

print(my_sum(1, 2))  # 输出3

示例2

# fib.pyx
cdef long long fib(int n):
    cdef long long a, b, i
    a, b = 0, 1
    for i in range(n):
        a, b = b, a + b
    return a

# setup.py
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules=cythonize('fib.pyx'))

步骤说明：

1. 编写包含fib函数的fib.pyx文件。
2. 编写包含setup函数的setup.py文件。
3. 执行python setup.py build_ext --inplace生成fib.pyd文件。
4. 在Python中调用fib函数。

from fib import fib

print(fib(10))  # 输出55

以上便是Cython入门教程的完整攻略，希望对您有所帮助。