从Python调用PARI/GP

6 投票

3 回答

2544 浏览

提问于 2025-04-17 16:17

我想在Python中调用PARI/GP，只为了计算不同的数字n的下一个质数，也就是用nextprime(n)这个函数。可惜的是，我无法成功安装pari-python，所以我想通过Python里的os.system命令行来调用它。不过，我在手册上找不到如何让PARI/GP在非交互模式下运行的方法。请问有没有什么办法可以做到这一点？

命令行接口数学计算软件安装质数编程接口数学软件非交互模式 pari/gp

3 个回答

我觉得调用 os.system 不是个好主意，除非你只是想快速解决问题，而且背后有一个可靠的 C 库支持。其实从 Python 调用 C 函数是很简单的；这里有两个函数可以用来调用 nextprime。一个是使用 long 整数（尽管名字是这样，但这里指的是小整数）；另一个是使用 string 类型（适合处理较大的整数）。

首先要确认你已经安装了 libpari。下面的解决方案适用于 Linux，并假设你的库叫 libpari.so。在 Windows 上，它可能会以 .dll 结尾。如果第一次找不到这个 DLL 文件，你可能需要输入它的完整路径：

import ctypes

# load the library
pari=ctypes.cdll.LoadLibrary("libpari.so")

# set the right return type of the functions
pari.stoi.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.nextprime.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.strtoGENstr.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.geval.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.itostr.restype = ctypes.c_char_p

# initialize the library 
pari.pari_init(2**19,0)

def nextprime(v):
  g = pari.nextprime(pari.stoi(ctypes.c_long(v)))
  return pari.itos(g)

def nextprime2(v):
  g = pari.nextprime(pari.geval(pari.strtoGENstr(str(v))))
  return int(pari.itostr(g))

print( nextprime(456) )
print( nextprime2(456) )

回答于 2025-04-17 由 Python大师

分享举报

你可以试试使用Sage这个数学工具。Sage是用Python编写的，它把各种数学库连接在一起，包括PARI。某些数学库的整合做得很好，而有些则是用一些小技巧（比如把字符串传给库，然后再解析字符串结果）来实现的，但总的来说，别人已经帮你做好了整合工作，你只需要直接使用就可以了。

你可以自己搭建一个Sage系统，或者你也可以注册一个免费的账户，在华盛顿大学的服务器上试试Sage。

回答于 2025-04-17 由 Python大师

分享举报

你可以通过管道将输入传递给gp的标准输入，使用-q选项可以减少输出的信息量：

senderle:~ $ echo "print(isprime(5))" | gp -q
1

不过，创建一个简单的Python扩展来让你可以把字符串传递给pari的内部解析器，并获取结果（作为字符串）其实也不难。我之前写过一个简单的版本，这样我就可以从Python调用pari的APRT测试。你可以进一步扩展这个功能，进行适当的转换等等。

//pariparse.c

#include<Python.h>
#include<pari/pari.h>

static PyObject * pariparse_run(PyObject *self, PyObject *args) {
    pari_init(40000000, 2);
    const char *pari_code;
    char *outstr;

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &pari_code)) { return NULL; }
    outstr = GENtostr(gp_read_str(pari_code));
    pari_close();
    return Py_BuildValue("s", outstr);
}

static PyMethodDef PariparseMethods[] = {
    {"run", pariparse_run, METH_VARARGS, "Run a pari command."},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
};

PyMODINIT_FUNC initpariparse(void) {
    (void) Py_InitModule("pariparse", PariparseMethods);
}

还有设置文件：

#setup.py

from distutils.core import setup, Extension

module1 = Extension('pariparse',
                    include_dirs = ['/usr/include', '/usr/local/include'],
                    libraries = ['pari'],
                    library_dirs = ['/usr/lib', '/usr/local/lib'],
                    sources = ['pariparse.c'])

setup (name = 'pariparse',
       version = '0.01a',
       description = 'A super tiny python-pari interface',
       ext_modules = [module1])

然后只需输入python setup.py build来构建这个扩展。之后你可以这样调用它：

>>> pariparse.run('nextprime(5280)')
'5281'

我刚刚测试过，使用最新版本的pari通过homebrew在OS X上编译成功了。你的情况可能会有所不同！

回答于 2025-04-17 由 Python大师

分享举报

从Python调用PARI/GP

3 个回答

撰写回答