Python為什麼能擴充套件

Python 具有高可擴充套件性，存在許多使用 C 語言或 Fortran 編寫擴充套件的方法。必要時，Python 程式碼可以直接將這些擴充套件作為子例程來呼叫。這部分討論用於構建擴充套件的一些主要編譯器（絕對不是完整列表）。

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Cython

Cython（不同於 CPython）既是指一種語言，也是指一種編譯器。Cython 語言是新增了 C 語言語法的 Python 語言的超集。Cython 可以在程式碼段或完整函式中顯式釋放 GIL。變數和類屬性上的 C 型別宣告以及對 C 函式的呼叫都使用 C 語法。其餘部分程式碼則使用 Python 語法。透過這個混合的 Cython 程式碼，Cython 編譯器可生成高效的 C 程式碼。任何定期最佳化的 C/C++ 編譯器都可以編譯此 C 程式碼，從而高度最佳化擴充套件的執行時程式碼，效能接近於原生的 C 程式碼效能。

Numba

Numba 是一個動態、即時 (JIT) 且可感知 NumPy 的 Python 編譯器。Numba 使用 LLVM 編譯器基礎架構，生成最佳化的機器程式碼和從 Python 呼叫程式碼的包裝器。與 Cython 不同，編碼使用常規的 Python 語言。Numba 可讀取來自裝飾器中所嵌入註釋的型別資訊，並最佳化程式碼。對於使用 NumPy 資料結構的程式，比如陣列以及許多數學函式，它可以實現與 C 或 Fortran 語言類似的效能。NumPy 對線性代數和矩陣函式使用硬體加速，利用 LAPACK 和 BLAS 提供額外加速，大大提升了效能，參見 IBM 部落格文章C、Julia、Python、Numba 和 Cython 在 LU 因式分解方面的速度比較。

除 CPU 以外，Numba 還能夠使用 GP-GPU 後端。Anaconda, Inc. 是 Python 某個主要發行版的幕後公司，該公司還開發了 Numba 和商業版的 Numba Pro。

Fortran to Python Interface Generator

Fortran to Python Interface Generator (F2Py) 起初為一個獨立的程式包，現在包含在 NumPy 中。F2Py 支援 Python 呼叫以 Fortran 編寫的數值例程，就好像它們是另一個 Python 模組一樣。因為 Python 直譯器無法理解 Fortran 原始碼，所以 F2Py 以動態庫檔案格式將 Fortran 編譯為本機程式碼，這是一種共享物件，包含具有 Python 模組介面的函式。因此，Python 可以直接將這些函式作為子例程來呼叫，以原生 Fortran 程式碼的速度和效能來執行。