Cython官方文档中文翻译：初级教程

说明

尝试翻译Cython Documentation以助学习。

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Cython基础

Cython的根本特性可以总结如下：Cython是带有C数据类型的Python

Cython就是Python：Python的几乎所有代码都是有效的Cython代码。（虽然也有一些局限（ Limitations），但就目前而言还是非常接近的）Cython编译器将代码转为C代码，从而实现对Python/C API的平等调用。

因为变量和参数可声明为C数据类型，故Cython能量远不止此。控制Python值和C值的代码可以自由融合，当需要时则自动转换。Python的引用计数维护和错误检查以及全部错误处理功能也都是自动的，其中就包括try-except、try-finally语句（即便是在处理C数据的过程中）
Cython实现Hello World

鉴于Cython可以识别任意有效的python源文件，开始时的困难之一就是搞懂如何编译你的扩展。

让我们从标准的python hello world开始：
```
print("Hello World")
```
将上述代码保存在一个helloworld.pyx文件内，然后创建setup.py文件，这是一个Makefile（更详细了解参见 Source Files and Compilation），setup.py文件内容如下：
```
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules=cythonize("helloworld.pyx"))
```
上述准备好两个素材文件，使用下述命令行命令创建Cython文件：
```
$ python setup.py build_ext --inplace
```
上述命令会在本地文件夹内创建一个helloworld.so（unix系统）或helloworld.pyx（windows系统）文件。现在来使用这个文件，打开一个Python 解释器（在命令行中cmd > python），之后类似引入常规模块一样import这个文件：
```
>>> import helloworld
Hello world
```
恭喜你！你现在就知道如何构建一个Cython扩展了。但是，这个例子并没有体现出使用Cython的必要性，下面让我们来看一个更实用的例子。

译者注：详细实现过程及可能出现问题，参见《Cython使用案例之：输出Hello World》
pyximport：面向开发人员的Cython编译

如果你的模块无需其他C库或特殊的构建设置（build setup），那么你可以采用pyximport模块，最初由Paul Prescod开发，用import直接导入*.pyx文件，这样就避免每次更新代码后都单独重新执行运行setup.py的动作。与Cython*绑定安装，实用方法如下：
```
>>> import pyximport; pyximport.install()
>>> import helloworld
```
译者注：上述代码在cmd > python解释器中运行,会直接实现编译过程并导入，文件夹中并不生成.pyx 、.c文件。

Pyximport模块还对普通Python模块提供了实验性编程支持，这允许你在每一个Python导入(import)的*.pyx和.py模块上运行Cython，包括标准库和后续安装的包。当然，还有很多模块是Cython编译不了的，在这种情况下，import机制将返回去加载Python源模块。.py*的导入机制如下：
```
>>> pyximport.install(pyimport=True)
```
不建议在最终用户端实用*Pyximport构建代码，因为其与import*系统挂钩。适合最终用户端的方式是提供以轮包(wheel packaging format)形式存在的预构建(pre-built)的二进制包。

斐波那契(Fibonacci)的乐趣

Python官方教程有定义一个简单的fibonacci函数：

from __future__ import print_function
def fib(n):
    """
    Print the Fibonacci series up to n
    """
    a, b = 0, 1
    while b < n:
        print(b ,end= '')
        a, b = b, a + b
    print()

按照Hello World例子的步骤，先创建一个*.pyx扩展，比如fib.pyx*，然后创建一个setup.py，直接实用Hello World例中的setup.py，只需要更改Cython文件的名字和生成模块的名字，如下：

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(ext_modules = cythonize("fib.pyx"))

创建扩展的命令与用于helloworld.pyx的命令是一样的：

$ python setup.py build_ext --inplace   # 文件所在路径下，命令行中运行

使用新的扩展：

>>> import fib
>>> fib.fib(2000)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597

译者注：

同样，可以采用pyximport来实现上述编译过程：

# 第一步：命令行进入python
$ py # 本机需要用py表示python3
# 第二步：在python中采用pyximport编译
>>> import pyximport;pyximport.install()
>>> fib
# 第三步：在python内调用fib模块的fib函数
>>> fib.fib(2000)
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597

在这里插入图片描述

质数

这里是个小例子，展示Cython功能。也是一个常规功能：找质数（素数）的个数。

你告诉他你需要多少个质数，它给你返回一个包含所需质数的list：

prime.pyx文件

def primes(int nb_primes):
	cdef int n, i, len_p
	cdef int p[1000]
	if nb_primes > 1000:
		nb_primes = 1000
	len_p = 0 # p中当前元素数量
	n = 2
	while len_p < nb_primes:
		# 判断n是否质数
		for i in p[:len_p]:
			if n % i == 0:
				break
			# 如果上述循环未中断程序，那我们就得到了一个质数
			else:
				p[len_p] = n
				len_p += 1
			n += 1
	# 以Python list形式返回结果
	result_as_list = [prime for prime in p[:len_p]]
	return result_as_list

References

来源：CSDN

作者：Quant_Learner

链接：https://blog.csdn.net/The_Time_Runner/article/details/103647041

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质数

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