列表项类型应该在Cython中定义吗？

Question

如果我把一个Python列表传给一个Cython函数来遍历，我需要声明这个列表里面的元素是什么类型吗？还有，在Cython中遍历列表的最佳方式是什么？比如：

#Cython function, passed a list of float items
def cython_f(list example_list):
    cdef int i
    for i in range(len(example_list)):
        #Do stuff
        #but list item type not defined?
        pass

    #Alternative loop
    cdef j float #declaration of list item type
    for j in example_list:
        #Do stuff
        pass

定义列表元素类型会提高速度吗？传递numpy数组比传递Python列表更好么？

Answer 1

在Cython中，你不需要强制声明任何东西。声明数据类型通常会帮助提高性能。之所以说通常，是因为如果你声明了类型，但又不使用它们，可能会导致类型检查和打包解包的开销。想要确定效果，最好的办法就是测量一下。

要声明列表的类型，只需在开头加上cdef float value，然后在循环中使用value = example_list[i]。

那么，应该使用列表还是numpy数组呢？数组是一种统一的数据容器。这意味着你可以把它声明为float32_t，这样Cython就能以C语言的速度来处理它（访问速度更快，因为它在内存中是连续的并且有固定的步长）。另一方面，如果你需要改变大小，使用列表可能更好（或者在需要大量使用时，考虑使用libcpp.vector）。所以答案是要看你具体做什么，但在大多数情况下，数组会更好。

公平地说，你还得考虑数据的存放方式。如果你所有的数据都在列表中，那么使用数组的函数可能会更快，但list -> array -> f_array -> array -> list的速度可能会比list -> f_list -> list慢。如果你不在意，作为一个经验法则，当长度是固定的时候用数组，其他情况下用列表。另外，注意对于大量数据，numpy数组在内存占用上更轻。