最近在考虑Python语言性能的问题,Python是解释型语言,运行效率低一直被诟病,于是很多开发者研究了一些加速的办法,将Python语言编译成C再运行就是一种主流方法,但是我发现很多技术博客竟在那瞎扯,连CPythonCython都没有分清楚咋回事就在那侃侃而谈,甚至觉得自己真牛逼。其实CPython和Cython根本是两个完全不一样的东西,且听我细细道来!

CPython

省流:Python官方解释器就是用的CPython,你只需要写标准的Python语言执行就是使用的CPython解释器。

CPython是Python的默认解释器,也是官方版本。它负责执行Python代码,将源代码翻译成字节码,然后运行字节码。CPython是用C语言实现的,它提供了Python语言的标准实现,并且是最广泛使用的Python解释器。

下面展示了一段最朴素的使用CPython执行Python代码:

def hello_world():
print("Hello, world!")

hello_world()

这段代码是标准Python代码,可以由CPython解释器执行。CPython是一种解释型语言,因此代码逐行执行。它的执行速度通常比编译型语言慢,但它的优势在于易于使用和跨平台。

Cython

Cython是一种不同于CPython的工具,它允许将Python代码编译成C语言代码,然后将其编译成共享库或扩展模块。Cython的目标是提高Python代码的执行效率,特别是对于CPU密集型任务。融合了Python的简洁性和C语言的性能。

使用Cython是需要C语言的基础的。这也是为什么一直建议先简单入门C语言再学习其他语言,基础不牢,地动山摇。

关于Cython 的基础可以去看看相关的教程:基础教程 | Cython官方文档

对了,Cython需要安装的,具体的教程网上很多,这里不再赘述,毕竟本文也不是科普Cython具体的使用。

下面举一个简单的例子,例如用标准的Python语言写一个函数是这样的:

# my_module.py

def calculate_sum(n):
total = 0
for i in range(1, n + 1):
total += i
return total

现在用cython写就是下面这段代码了:

# my_module_cython.pyx

cpdef int calculate_sum(int n):
cdef int total = 0
cdef int i
for i in range(1, n + 1):
total += i
return total

要想运行Cython的语法,需要创建一个 setup.py 文件,以便编译Cython代码:

# setup.py
from setuptools import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(
ext_modules = cythonize("my_module_cython.pyx")
)

使用以下命令编译Cython代码:

python setup.py build_ext --inplace

这将生成一个共享库,可以在Python中导入并使用它。例如,创建一个测试脚本 test.py:

import my_module_cython

n = 1000000
result = my_module_cython.calculate_sum(n)
print(result)

总结

CPython是一种解释器,而Cython是一种编译器。CPython逐行执行Python代码,而Cython将Python代码编译为C代码,然后编译为共享库或扩展模块。

CPython通常较慢,适合一般用途的编程。Cython的目标是提高执行效率,特别是对于CPU密集型任务。

CPython适用于大多数Python开发任务,而Cython适用于需要高性能的任务,例如科学计算、图形处理和游戏开发。

虽然Cython基本上与Python兼容,但它引入了一些额外的语法元素,用于定义C语言扩展。这些元素在Python中是无效的。