Cython 具有不同类型的相同类

Question

我有两个 cdef 类 B 和 C，它们的方法完全相同相同。它们之间的唯一区别是它们的属性类型：一个有mpz 属性，另一个有int 属性。

我的第一个猜测是使用抽象类A，它会被B 和C 覆盖。问题是 Cython 显然不希望我覆盖属性（另外，我应该为抽象类的属性赋予哪种类型？）。我这样做的错误是：

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...

cdef class TestModularNumber:
    cdef readonly mpz value, modulo

cdef class TestInheritance(TestModularNumber):
    cdef readonly int value, modulo                     ^
------------------------------------------------------------

finite_field/testmodular.pxd:10:22: 'value' redeclared

我的第二个猜测是像这样使用具有融合类型的单个类：

ctypedef fused mpz_or_int:
    int
    mpz

但是 Cython 抱怨我使用这种类型进行操作（例如 %，即使它是为这两种类型定义的）。我得到的错误是：

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...
ctypedef fused mpz_or_int:
    int
    mpz

cdef class TestModularNumber:
    cdef readonly mpz_or_int value, modulo                                   ^
------------------------------------------------------------

finite_field/testmodular.pxd:12:36: Type is not specialized

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...
from gmpy2 import invert, powmod


cdef class TestModularNumber:
    def __cinit__(self, mpz_or_int value, mpz_or_int modulo):
        self.value = value
           ^
------------------------------------------------------------

finite_field/testmodular.pyx:7:12: Invalid use of fused types, type cannot be specialized

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...
        if not self.has_modular_square_root():
            raise ValueError(f"{self.value} is a non-residue modulo {self.modulo}.")
        if self.value == 0 or self.value == 1:
            return TestModularNumber(self.value, self.modulo)

        if self.modulo % 4 == 3:
                      ^
------------------------------------------------------------

finite_field/testmodular.pyx:145:23: Compiler crash in AnalyseExpressionsTransform

现在，我复制/粘贴了这两个类，但这是一个肮脏的 hack，显然，每次我必须修改这些类的方法时，我都哭了 :)

我认为要走的路是使用融合类型，但我怎样才能找到解决这个问题的方法呢？

Answer 1

由于Cython: templates in python class wrappers 中解释的原因，这通常在 Cython 中不可用。 cdef classes 不能有融合成员。在回答该问题时，我建议使用“复制/粘贴”方法，但可能会尝试将其自动化。

对于这种特定情况，我想知道您是否可以通过将实现从类中取出到单独的 cdef 融合函数中来做得更好。首先为你的cdef classes定义一个融合类

ctypedef fused cdef_pz_or_int:
    # cdef classes _can_ be part of fused types
    TestModularNumber
    TestInheritance

我建议类之间不要有任何继承关系——只要让它们实现一个（半）通用接口即可。

实际的实现是在非成员融合函数中：

cdef has_modular_square_root(cdef_pz_or_int self):
    value = self.value  # cython should be able to infer this type
    # more logic goes here....

您显然可以混合和匹配 cdef_pz_or_int 和 pz_or_int 作为参数（如果您需要这样做），但它可能需要为所有组合生成有效代码。

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我不是 100% 相信这对你有用 - 如果不是，我很乐意删除它。