在 Mac 下使用 Cython

冰雪殿發表於2015-11-04
Mac

摘要：在 Mac 下使用 Cython 會碰到一些意外。例如連結命令不一樣什麼的。本文就此簡單舉了一個例子來說明在 Mac OS X 中使用 Cython 的正確姿勢。

安裝 Cython

首先，我們需要安裝 Cython。Cython 是一個 Python 的擴充套件元件，可以將符合 Cython 語法的 Python 程式碼翻譯成 C 語言程式碼。如同在其他所有系統中安裝 Python 擴充套件元件一樣，只需要一行命令即可。

pip install cython

當然，前提是我們需要有 pip。不過對於玩 Python 的各位，想必 pip 是必不可少了啦，如果沒有的話……谷歌之後，馬上回來~~

編寫 Cython 程式

有了 Cython 之後，讓我們來編寫一個簡單的 a+b 函式好了。

# file: a_plus_b.pyx
def a_plus_b(int a, int b):
    cdef int c
    c = a + b
    return c

其中引數部分需要按照 C 語言的規範進行宣告（似乎按照 Python 的規則直接寫也是可以的），程式碼中的宣告需要新增 cdef。

執行之

接下來，我們來執行這個函式，當然是使用 Cython 的方法。

  1. 將 pyx 轉換為 C

    cython a_plus_b.pyx

    此時會有 a_plus_b.c 生成。這個檔案就是經過 Cython 翻譯的程式碼。

  2. 編譯 C 程式碼為連結庫 so

    此處程式碼請看完下面解釋之後再執行，否則會出錯 (:з」∠)

    cc -c -fPIC -I/usr/local/include/python2.7 a_plus_b.c
cc -shared -lpython2.7 aa.o -o a_plus_b.so

    其中第一行程式碼中需要指定一個 include 檔案 Python.h 的位置。這裡我們採用的是路徑 /usr/local/include/python2.7，這是我們自己設定的軟連結。預設情況下，Mac OS X 中 Python.h 檔案的位置在一個類似於如下路徑的地方。

    /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.11.sdk/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/include/python2.7/

    為了後續使用方便，我們建立一個軟連線。

    ln -s /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.11.sdk/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/include/python2.7/ /usr/local/include/python2.7

    這樣，我們第一行的命令就可以正確執行啦~~執行之後會生成 a_plus_b.o 檔案。

    第二行中需要指定連結的 Python 版本，即 -lpython2.7 引數。執行之後會生成 a_plus_b.so 檔案。

  3. 從 Python 中呼叫剛編譯的庫

    此時，a_plus_b.so 中的函式已經可以直接被 import。

    #!/usr/bin/env python
# -*- encoding: utf-8 -*-
import a_plus_b
print a_plus_b.a_plus_b(1, 2)

    執行這段程式碼，會輸出 3。

結束

至此步驟全部完成~~

本文只是給出了一些在 Mac OS X 上使用 Cython 可能碰到的一些問題的解決方法。至於如何在 Cython 中使用 Python 庫以及如何呼叫 C 語言庫，詳見 Cython 三分鐘入門。

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