cython加速需三步:写.pyx、setup.py(用setuptools+cythonize)、build_ext;仅计算密集且类型明确的代码有效,cdef声明c函数并标注类型才能提速,def仍为python调用开销;数组用memoryview加速,注意abi匹配与内存连续性。

怎么把一个 Python 函数用 Cython 编译成 .so
核心就三步:写 .pyx 文件 → 写 setup.py → 调用 python setup.py build_ext --inplace。不是所有 Python 代码都能加速,只有计算密集、类型明确、循环多的函数才值得动。
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.pyx文件里别直接 import 大量 Python 模块,Cython 编译时不会帮你解析它们的运行时行为 -
setup.py必须用setuptools+Cython.Build.cythonize,不能只靠distutils(Python 3.12+ 已弃用) - 编译后生成的
.so(Linux/macOS)或.pyd(Windows)文件必须和调用它的 Python 脚本在同一个目录,或在PYTHONPATH里,否则ImportError: No module named 'xxx'
为什么加了 def 还是慢,得改 cdef
Cython 默认把 def 当作普通 Python 函数导出,调用开销和原生 Python 一样;真正去解释器层提速,得用 cdef 声明 C 级函数,并显式标注变量类型。
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cdef函数只能被 Cython 模块内部或其他 Cython 模块调用,不能被纯 Python 代码直接 import —— 如果你需要从 Python 脚本里调,得再包一层def函数 - 常见误写:
cdef int x = []——cdef只能声明 C 类型(int、double、char *),不能声明 Python 对象(list、dict),否则编译报错Cannot convert Python object to 'int' - 数组加速关键:用
np.ndarray配合memoryview或ctypedef声明,比如cdef double[:] arr_view,比for i in range(len(arr)):快一个数量级
pyximport 能不能跳过 setup.py 直接跑
可以临时用,但只适合调试小函数,不适用于工程化或依赖外部库的场景。
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import pyximport; pyximport.install()后,首次import xxx会自动编译同名xxx.pyx,但默认不开启 C 语言优化(比如-O2),也不链接 OpenMP 或 BLAS - 如果
.pyx里用了cimport numpy或cdef extern from,pyximport很可能失败,报错类似numpy/arrayobject.h: No such file or directory,因为它没传include_dirs - 它生成的缓存文件默认放在
~/.pyxbld,不同项目容易冲突,且不会自动清理旧编译产物
编译报错 undefined symbol: PyFPE_jbuf 或 Symbol not found: _PyThreadState_UncheckedGet
这是典型的 Python 版本/ABI 不匹配问题,尤其多见于 macOS 和 conda 环境。
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- 确保
python命令和cython安装在同一环境里(比如都用conda install cython,而不是pip install cython混用) - macOS 上如果用系统 Python(/usr/bin/python3),Cython 编译会链接错误的框架路径;建议统一用 pyenv 或 conda 管理 Python
- 检查
python-config --includes输出是否包含numpy头文件路径;若没有,setup.py里要显式加include_dirs=[numpy.get_include()]
最常被忽略的是:Cython 加速不是“写了 cdef 就快”,它对内存布局、数据连续性、GIL 释放非常敏感;一个 np.array 如果是 view 或非 C-contiguous,加速效果可能归零。









