Cython，纯Python模式: .pxd和@locals

Question

我有一个Python程序，想用Cython来加速，同时保持源代码可以被Python解释器读取（也就是“纯Python模式”）。光是编译它，我就得到了20%的速度提升。接着，我创建了一个.pxd文件，并在我的.pyx脚本中添加了一些“@cython.locals(...)”来指定变量的类型。但是在添加这两个功能之前和之后，我运行的时间没有看到任何变化。

所以我有三个类似的问题：

首先，我在我的.pyx文件中添加了：

@cython.locals(start=cython.int, end=cython.int)
class C(object):
    def __init__(self, start, end)
        self.start = start
        self.end = end

这样做真的有用吗？

其次，如果我的.pyx中有一个类：

class Counter(object):
    def __init__(self):
        self.n = 0
    def __call__(self, x):
        self.n += 1

有没有什么办法可以指定“n”的类型（就像在“cdef class”后面写“cdef int n”那样）？

最后，如果我的.pyx中有一个函数：

def count():
    <do something with variables a,b,c>

在.pxd文件中写以下内容会有什么变化吗？：

cpdef inline count():
    cdef:
        int a
        int b
        int c

提前感谢你的帮助。

Answer 1

关于你的 @cython.locals，我觉得你应该把它放在 __init__ 方法之前，而不是类声明之前，因为它是指构造函数的。

可以考虑使用 @cython.cclass 来声明一个 cdef 类。

要修复一个变量的类型，可以使用 cython.declare() 或 @cython.locals，具体可以查看 魔法属性。

以上选项必须包含在 .py 或 .pyx 文件中，这些都是特殊的 cython 函数和/或装饰器。

另一种选择是把你的代码保留在一个 .py 文件中，作为纯 Python 代码，并使用一个同名的 .pxd 文件来增强功能。这样 Python 代码看起来会更简洁，但维护这个单独的 .pxd 文件可能会花更多时间。可以查看 这一部分。这基本上就是你在最后一个例子中所做的。

Answer 2

最后，我在Google Groups的Cython官方论坛得到了帮助。如果你写一个.pyx文件，.pxd文件只是用来和其他模块分享函数定义的；特别是，它不会增强原来的函数，上面提到的三个例子在编译原始的Python脚本时并没有增加任何东西。

不过，你可以把.pxd和一个普通的.py文件一起使用，这样可以修正简单函数和类属性的变量类型，但它有很多限制。

@cython.locals不允许修改类属性，只能处理（非xxx）函数的参数。在这种情况下，它是没有用的。总的来说，我觉得这些装饰器不是正确的方法。

最好的办法可能是用Cython的语法重写一些函数，放在一个.pyx文件中，使用公共模式（“cpdef”会创建一个Python包装），编译它，然后像使用其他库一样把函数/类导入到Python代码中。但这样就不完全是纯Python了。