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Cython - 基于 Pyrex 编写 Python 的 C 语言扩展模块的静态编译器

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发表于 2018-6-4 20:35:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
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Cython - 基于 Pyrex 编写 Python 的 C 语言扩展模块的静态编译器

Cython 是为 Python 编程语言编写 C 语言扩展的编译器。Cython 是自由开源的,采用 Apache 授权许可协议。


Cython 是用于 Python 编程语言和 (基于 Pyrex) 扩展 Cython 编程语言的优化静态编译器。Cython 也是基于 Pyrex 的源代码翻译器,但功能更前沿、更优化。


Cython 使得为 Python 编写 C 扩展如 Python 本身般容易。Cython 是编写、包裹外部 C/C++ 库胶水代码,将 CPython 嵌入现有应用程序、加速 Python 代码执行的理想 C 模块语言。


智能编辑重构 批处理式 "数字 Python IDE" 集成开发环境 (集成高效 Cython PyInstaller 批处理小程序)

http://dt.digitser.cn/zh-CN/ide/idepy/index.html


Cython 提供了允许你组合 Python 和 C 的能力,包括:

01、编写可在任何时候来回调用本地 C/C ++ 代码的 Python 代码;


02、通过添加静态类型声明,轻松将可读 Python 代码调整为纯 C 性能;


03、使用组合源代码级调试,查找你 Python、Cython 及 C 代码中的 Bugs;


04、与大数据集高效交互,譬如:使用多维 NumPy 数组;


05、在大型、成熟、广泛使用的 CPython 生态系统中,快速构建你的应用程序;


06、从传统、低级或高性能库、应用程序,集成本地现有代码。


Cython 语言是支持调用本地 C 函数、C++ 类操作和在变量、类属性基础之上声明 C 类型的可选静态类型的 Python 语言超集,几乎所有 Python 代码都是有效 Cython 代码。


Cython 允许编译器从 Cython 代码,生成非常高效的 C 代码。C 代码一旦被生成,就可采用 CPython 2.6、2.7 (2.4+ 采用 Cython 0.20.x) 及 3.2 之后版本的所有主要 C/C++ 编译器进行编译。


Cython 团队会定期对所有支持 CPython 版本及其最新开发分支,进行集成测试,以确保生成代码保持广泛兼容并能很好适应各版本。PyPy 支持工作同时进行,大多认为自 Cython 0.17 起才可用于 PyPy。始终推荐使用最新版本 PyPy。


注意:每次构建时 (譬如: CI /测试),在某一 PyPI 提供 wheel 包未覆盖的平台,采用以下代码要比采用完整源代码构建安装 (更慢) 未编译版本的 Cython,本质上会更快:

  1. pip install Cython --install-option="--no-cython-compile"
复制代码

基本用法

  1. python setup.py build_ext --inplace
复制代码

setup.py 内容如下:

  1. from distutils.core import setup

  2. from Cython.Build import cythonize

  3. setup(
ext_modules = cythonize(
"digitser.py"),
)
复制代码


.pxd 文件

.pxd 文件是由 Cython 编程语言 "编写" 而成的 Python 扩展模块头文件。


.pxd 文件类似于 C 语言的 .h 头文件,.pxd 文件中有 Cython 模块要包含的 Cython 声明 (或代码段)。


.pxd 文件可共享外部 C 语言声明,也能包含 C 编译器内联函数。.pxd 文件还可为 .pyx 文件模块提供 Cython 接口,以便其它 Cython 模块可使用比 Python 更高效的协议与之进行通信。


可用 cimport 关键字将 .pxd 文件导入 .pyx 模块文件中。


.pyx 文件

.pyx 文件是由 Cython 编程语言 "编写" 而成的 Python 扩展模块源代码文件。


.pyx 文件类似于 C 语言的 .c 源代码文件,.pyx 文件中有 Cython 模块的源代码。


不像 Python 语言可直接解释使用的 .py 文件,.pyx 文件必须先被编译成 .c 文件,再编译成 .pyd (Windows 平台) 或 .so (Linux 平台) 文件,才可作为模块 import 导入使用。


.pyd文件

.pyd 文件是非 Python,由其它编程语言 "编写-编译" 生成的 Python 扩展模块。


Python 要导入 .pyd 文件,实际上是在 .pyd 文件中封装了一个 module。在 python 中使用时,把它当成 module 来用就可以了,即:"import 路径名.modulename" 即可,路径名为 .pyd 文件所在的路径。


基于 Qt/C++ 的 PyQt、PySide GUI (图形用户界面) 开发框架绑定,会为每个 Qt/C++ 库 .dll 文件生成一个中间 .pyd 文件。PyWin32 项目分发包中,也存在很多 MicroSoft Windows OS 相应 .dll 文件的中间 .pyd 文件。


Cython 可将个人基于 Python 语言编写的 Python 模块编译成具有 C 语言特性的 .pyd 文件。



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