用Cython加速Python代码

￡神魔★判官ぃ 2023-08-17 16:31 100阅读 0赞

## 安装Cython ##

pip install Cython

## 如何使用 ##

要在我们的笔记本中使用Cython，我们将使用IPython magic命令。Magic命令以百分号开始，并提供一些额外的功能，这些功能可以增强工作流。通常，有两种类型的Magic命令:

1.  行magic由单个“%”表示，并且只在一行输入进行操作
2.  单元格magic由两个“%”表示，并在多行输入上操作。

让我们开始:

首先，为了能够使用Cython，我们必须运行:

%load_ext Cython

现在，每当我们想在代码单元中运行Cython时，我们必须首先将以下magic命令放入单元格：

%%cython

完成这些之后，就可以开始编写Cython代码了。

## Cython可以跑多快 ##

与普通Python代码相比，Cython的速度快多少实际上取决于代码本身。例如，如果您正在运行具有许多变量的计算开销较大的循环，Cython将大大优于常规Python代码。递归函数也会使Cython比Python快很多。

让我们用斐波那契数列来证明这一点。简单地说，这个算法通过把前两个数相加找到下一个数。下面是Python中可能出现的情况:

%%cython
    
    def fibonacci(n):
        if n<0:
            print("1st fibonacci number= 0")
        elif n==1:
            return 0
        elif n==2:
            return 1
        else:
            return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

运行代码：

%%time
    
    fibonacci(39)

结果：

CPU times: user 8.39 s, sys: 78.6 ms, total: 8.47 s
    Wall time: 8.43 s
    
    39088169

正如所见，找到序列的第39个数字花费了8.39秒，这里Wall time是指从函数调用开始到结束所花费的总时间。  
接下来在magic命令行后面添加-a有何不同：

%%cython -a
    
    def fibonacci_c(int n):
        if n<0:
            print("1st fibonacci number = 0")
        elif n==1:
            return 0
        elif n==2:
            return 1
        else:
            return fibonacci_c(n-1)+fibonacci_c(n-2)

运行结果如下：  
![793818-20190811142913426-1080592296.png][]  
正如您所看到的，通过在magic命令后面添加’ -a ‘，我们收到了一些注释，这些注释向我们展示了代码中有多少Python交互。  
这里的目标是去掉所有的黄线，让它们有一个白色的背景。在这种情况下，将不存在Python交互，所有代码都将在C中运行。  
您还可以单击每行旁边的“+”符号，查看Python代码的C转换。

运行代码看下能有多快:

%%time
    fibonacci_c(39)

运行结果如下：

CPU times: user 4.85 s, sys: 49.7 ms, total: 4.9 s
    Wall time: 4.89 s
    39088169

本例中，Cython的速度大约是Python的5.8倍。这清楚地展示了利用Cython节省时间的能力，与常规Python代码相比，Cython提供了最大的改进。

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转载于:https://www.cnblogs.com/hankleo/p/11334966.html

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