Cython基础--Cython的函数

Cython的函数

1 函数定义：

1.1 在Cython里定义一个类C函数：

1.1.1 在这里之所以说是定义一个"类C”函数，而不是一个C函数，是因为它和纯C函数的定义还是有区别的，具体看下面的例子：

1.1.2 例1：

cdef int Max(int a,int b):

if a>b:

return a

else:

return b

可见，定义一个C函数和纯C还是比较相似的

但是语法却是遵循python的语法

1.1.3 再来看成一个比较怪异的例子，例2：

cdef Max(int a,b):

if a>b:

return a

else:

return b

这个例子就有点怪了，牛不是牛，马不像马，还是从翻译出来的c代码中去找答案吧：

先创建一个test.pyx

cdef Max(int a,b):

if a>b:

return a

else:

return b

再转成C代码：

cython -o test.c test.pyx

打开test.c，搜索cdef Max定义到下面的代码：

/* "test.pyx":1

* cdef Max(int a,b): #<<<<<<<<<<<<<<

* if a>b:

* return a

static PyObject *__pyx_f_4test_Max(int __pyx_v_a, PyObject *__pyx_v_b) {

...

总结一下：

如果一个函数的参数或者返回值没有指定类型，那么它就是一个python对象，在进行操作时会将python对象转换成相应的C类型

如果参数或者返回值指定了类型，那么不会进行任何转换

1.1.4 再来看一个例子，例3

cdef object Max(int a,object b):

if a>b:

return a

else:

return b

和上一个例子不同的地方就是加了object关键，这表明这是一个python对象

它其实和上面生成的C代码是一样的，

这也验证了上面那个例子的理解是正确的

1.1.5 一个问题，如何在C代码里调用Cython里定义的C函数呢？

有时候，我们不仅仅是需要在Python代码里调用C代码，还有可能需要在Cython之外中的C代码里里调用Python的代码，

而我们知道，在Cython里定义的C函数是可以直接调用Python代码的

这样,可以通过在Cython外的C函数里调用Cython里定义的C函数来达到在C代码里调用Python代码的目的

但是，从上面的例子来看，经过Cython的翻译之后，函数名称被改变了，并且函数是static的，对外不可见，是不是无法调用？

答案很否定的，只要将Cython中定义的C函数声明为public或者extern即可，具体的来例子：

cdef public int Max(int a,int b):

if a>b:

return a

else:

return b

用Cython翻译成C代码后：

* cdef public int Max(int a,int b): #<<<<<<<<<<<<<<

* if a>b:

* return a

int Max(int __pyx_v_a,int __pyx_v_b) {

...

这样，这个函数就可以另外的C代码中补调用了。

但是，调用是可以调用，但是如果这个C函数里又调用了Python代码的话，在C代码里直接调用这个函数，程序会崩溃，这个另外的篇幅中再详细的讨论。

1.2 在Cython里定义一个类Python函数：

1.2.1 和类C函数的定义相似，只是以def开头，而不是以cdef开头

1.2.2 不同的地方是不能指定返回值的类型，这个很好理解，Python的函数肯定返回的是一个Python对象了，不可能返回一个C类型

1.2.3 即使你在Python里没有调用return，或者没有return一个对象，Python也默认会返回一个None对象

2 让类C函数在出错时抛出异常

2.1 这里有两种出错的情况

2.1.1 一种是C函数返回一个错误值

2.1.2 另外一种情况就是C函数里调用的Python代码出现的异常

2.2 首先来看一个例子：

cdef int ExceptTest(int n):

a = "abc"

print a.length()

return n

def CallExceptTest(intn):

return ExceptTest(n)

2.2.1 这里故意调用了一个字符串对象不存在的方法length

Subtopic

2.2.2 运行例子：

>>> import test

>>> test.CallExceptTest(-1)

Exception AttributeError: "'str'object has no attribute 'length'" in 'test.ExceptTest' ignored

2.2.3 可见错误被忽略了

2.3 如何让C函数抛出异常呢？还是先看例子：

import traceback

import sys

cdef int ExceptTest() except -1:

a = "abc"

print a.length()

return 1

def CallExceptTest():

try:

ExceptTest()

except Exception:

print "Exceptionin user code:"

traceback.print_exc(file=sys.stdout)

2.3.1 这个例子比上个例子在函数的声明时加上了 except -1

2.3.2 意思是异常产生时返回-1

2.3.3 测试一下：

>>> import test;test.CallExceptTest()

Exception in user code:

Traceback (most recent call last):

File "test.pyx", line 14,in test.CallExceptTest (test.c:809)

ExceptTest()

File "test.pyx", line 9,in test.ExceptTest (test.c:718)

print a.length()

AttributeError: 'str' object has noattribute 'length'

>>>

可见，这可比上个例子中只打印只一句冷冰冰的ignore好多了

通过异常时打出来的堆栈信息，可以定位到具体在test.pyx的哪一行出的错

这是不是比没有延时异常时好多了？

2.4 再来看下如果不是在C函数中调用的Python中出错会怎样：

import traceback

import sys

cdef int ExceptTest() except -1:

return -1

def CallExceptTest():

try:

ExceptTest()

except Exception:

print "Exceptionin user code:"

traceback.print_exc(file=sys.stdout)

2.4.1 这个例子中直接返了了-1

2.4.2 测试一下：

>>> importtest;test.CallExceptTest()

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line1, in <module>

SystemError: errorreturn without exception set

2.4.3 直接抛出了一个SystemError，也没有堆栈信息输出

2.5 问题：有没有办法只要想在C函数中调用Python代码出错时抛出异常呢

2.5.1 答案当然是肯定的，在编程的世界里，永远都是只有想不到的，没有做不到的，

2.5.2 只要将except -1改成except? -1即可，

2.5.3 这样Cython就会在函数返回-1时调用PyErr_Occurred()来判断是否真的有一个异常产生，从而避免上个例子中出现的情况。

2.6 如果函数是void型，没有返回值，怎么让函数返回异常?

2.6.1 很简单，用except* 即可

如 cdef void Test() except* :

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