Cython，纯 Python 模式：.pxd 和 @locals

Question

我有一个 Python 程序，我想使用 Cython 加速它，同时保持 Python 解释器可读的源代码（“纯 Python 模式”）。只需按原样编译，我就可以提高 20% 的速度。然后我创建了一个 .pxd 文件并尝试在整个 .pyx 脚本中添加一些“@cython.locals(...)”来修复变量的类型。但是我发现添加这两个功能之前和之后的运行时间没有差异。 所以我有三个类似的问题：

首先，我在 .pyx 中添加了：

@cython.locals(start=cython.int, end=cython.int)
class C(object):
    def __init__(self, start, end)
        self.start = start
        self.end = end

这有什么作用吗？

其次，如果我的 .pyx 中有一个类

class Counter(object):
    def __init__(self):
        self.n = 0
    def __call__(self, x):
        self.n += 1

我可以做些什么来修复“n”的类型（就像在“cdef class”之后的“cdef int n”一样）？

最后，如果我的 .pyx 中有一个函数：

def count():
    <do something with variables a,b,c>

在 .pxd 中写入以下内容会改变什么吗？ ：

cpdef inline count():
    cdef:
        int a
        int b
        int c

提前感谢您的帮助。

Answer 1

最后，我从 Cython 的 Google Groups 官方论坛获得了帮助。如果写一个.pyx文件，.pxd只是为了和其他模块共享函数定义；特别是，它不会增强原始功能，并且上面的所有三个示例都没有从编译原始 python 脚本中添加任何内容。

虽然可以将 .pxd 与原始 .py 结合使用，以修复简单函数和类属性的可变类型，但它有很多限制。

@cython.locals 不允许触摸类属性，而只能触摸（非xxx）函数参数。在这种特殊情况下它不会做任何事情。总的来说，我认为这些装饰器不是正确的方法。

最好的方法可能是在公共模式下用 .pyx 中的 Cython 语法重写一些函数（“cpdef”创建一个 Python 包装器），编译它，然后将函数/类导入Python 代码与其他库一样。但它不再是真正的纯 Python。

Answer 2

关于您的@cython.locals，我认为您应该尝试将它放在__init__ 方法之前，而不是在类声明之前，因为它指的是构造函数。

考虑使用@cython.cclass 来声明cdef 类。

要修复变量的类型，请使用cython.declare() 或@cython.locals，请参阅magic attributes。

上述选项必须包含在 .py 或 .pyx 文件中，并且是特殊的 cython 函数和/或装饰器。

另一种方法是将您的代码作为纯 python 保存在 .py 文件中，并使用具有相同名称的扩充 .pxd 文件。 python 代码看起来会更干净，但维护单独的.pxd 文件可能需要更长的时间。请参阅this 部分。这基本上就是您在上一个示例中所做的。