Cython，有办法创建只有一种类型的列表吗？（与Python列表不同）

Question

在我的 Group 类里，必须有一个属性 particles，这个属性应该是一个像数组一样的类型，但要能调整大小，并且只能存放 Particle 实例。
这两个类，Group 和 Particle，都是用 cdef 声明的。

因为 Python 的列表可以存放任何 Python 对象，我在想有没有更高效的方法来声明一种只接受 Particle 实例的 C 列表。在 C 语言中，这可能类似于 List<Particle> particle = new List<Particle>();。

在 Cython 中有没有类似的东西，还是说我就应该继续使用 Python 列表呢？

Answer 1

是的，你可以直接使用cpp里的那个向量类：

from libcpp.vector cimport vector

cdef class Item:
    cdef int amount
    cdef str description

def allocate():
    cdef vector[Item] bunch_of_items
    for i in xrange(100):
        bunch_of_items.push_back(Item())

编译的时候：

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext


ext = Extension(
    "extension_name",            
    ["module_name.pyx", ],     
    language="c++",         
    libraries=["stdc++"],
    cmdclass = {'build_ext': build_ext}
    )

setup(
    name = "name",
    cmdclass = {"build_ext": build_ext},
    ext_modules = [ext]
)

不过要记住，除非你把这个向量列表转换成Python列表，否则你不能把它传回Python。

Answer 2

我不确定这样做是否能提高性能，但如果你想确保列表里只包含特定类型的数据……

class Group(Object):
    #...
    def isParticle(self, p):
        return hasattr(p, "anAttributeOnlyParticlesHave")
    def getPartiles(self):
        return filter(self.isParticle, self._Particles)
    def setParticles(self, newParticles):
        self._Particles = filter(self.isParticle, newParticles)
    particles = property(getParticles, setParticles)

不过，这个方法速度也不是特别快，但它直接回答了你的问题。

如果你真的需要提高性能，可以考虑写一个C语言的模块——不过我不太确定。如果你真的需要性能，可能用错了语言。

通常在Python中，常见的速度提升方法并不太管用。因为Python内部已经有很多缓存和优化，所以你通常不会通过用C语言的思维方式来获得太多提升——除非你是在写C语言模块。

Answer 3

这个问题值得思考：你为什么想要这样做呢？

• 是为了提高效率（比如遍历数组）还是为了减少内存占用？
• 你需要用数组，还是用链表就够了？
• 你的粒子类是简单的数据结构，还是有一些功能和方法的复杂对象？

根据这些不同的情况，最合适的解决方案可能是使用Python数组、Numpy库，或者STL容器。

（举个例子，在Cython中遍历Python列表可能会非常高效。）