Einführung in Python in der Praxis (PiP)

Python Adventskalender Tag 21 Artikel. Es tut mir sehr leid, dass ich zu spät komme m (_ _;) m

Heute möchte ich "Python in Practice (PiP)" vorstellen, das ich gerade lese.

Was ist Python in der Praxis (PiP)?

Python in der Praxis (PiP) wurde für Pythonista geschrieben, der die Programmierfähigkeit von Python verbessern möchte. Dies ist ein Buch, das geschrieben wurde. Es wurde auch für die "Jolt Jolt Awards: The Best Books" 2014 ausgewählt. Referenz: Welches ist das beste IT-Buch des vergangenen Jahres? Die Ausgabe 2014 "Jolt Awards: The Best Books" wird bekannt gegeben

This book is aimed at Python programmers who want to broaden and deepen their Python knowledge so that they can improve the quality, reliability, speed, maintainability, and usability of their Python programs. Zitat: S.1, l.1

Das Buch behandelt die folgenden vier Themen.

• Entwurfsmuster für elegante Codierung
• Verbesserte Verarbeitungsgeschwindigkeit durch Parallelverarbeitung und Cython
• Hochrangige Vernetzung --Grafik

Heute möchte ich das Kapitel "5. Python erweitern" einführen, das sich auf die Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit konzentriert. * Falten Sie den Inhalt bis zum Ende mm

Extending Python Im Kapitel "Python erweitern" werden einige Tipps zur Verbesserung der Python-Verarbeitungsleistung zusammengefasst.

--Verwenden Sie PyPy

• PyPy verwendet den integrierten JIT (Just in Time-Compiler), und die Ausführungszeit ist überwiegend länger als die Verwendung von CPython für Programme, deren Verarbeitung lange dauert. Wird kürzer sein. Beachten Sie jedoch, dass die Ausführungszeit für Programme mit kurzer Verarbeitungszeit aufgrund des Einflusses der Kompilierungszeit möglicherweise länger ist. --Verwenden Sie C oder C ++ für die zeitkritische Verarbeitung
• Indem Sie C- oder C ++ - Code in einer Form schreiben, auf die in Python-Programmen verwiesen werden kann, können Sie von der überwältigenden Verarbeitungsleistung von C und C ++ profitieren. Die einfachste Möglichkeit, C- oder C ++ - Code in Python zu verwenden, ist die Verwendung der Python C-Schnittstelle. Wenn Sie die vorhandene C- oder C ++ - Bibliothek verwenden möchten, SWIG oder SIP, die einen Wrapper für die Verwendung von C oder C ++ in Python bereitstellen Es ist üblich, Tools wie //www.riverbankcomputing.com/software/sip) zu verwenden. Wenn Sie C ++ verwenden möchten, können Sie auch boost :: python verwenden. Die neuesten Informationen in diesem Bereich finden Sie auch in CFFI (C-Fremdfunktionsschnittstelle für Python).
• Kompilieren Sie Python-Code mit Cython in C-Code
• Cython ist eine auf Python basierende Sprache, die für statische Datentypen erweitert wurde. Der Cython-Quellcode wird als C / C ++ - Code übersetzt und als Python-Erweiterung kompiliert. Cython ist ein sehr nützliches Tool, wenn Sie sich der Beschleunigung bewusst sind, da es den meisten Python-Code kompilieren kann und der geschriebene Code normalerweise viel schneller ausgeführt wird. --Bitte beachten Sie die offizielle Seite für Details (ausgeschnitten)
• Greifen Sie mit ctypes auf die C-Bibliothek zu

Von hier aus werden wir uns auf die Methode des Zugriffs auf die C-Bibliothek mit ctypes konzentrieren und die detaillierte Verwendung vorstellen.

Accessing C Libraries with ctypes Eines der Standardmodule von Python, ctypes, ermöglicht den Zugriff auf eigenständige gemeinsam genutzte Bibliotheken, die in C oder C ++ geschrieben sind. (Dargestellt durch ".so" unter Linux, ".dylib" unter OS X und ".DLL" unter Windows.)

Mal sehen, wie man das ctype Modul tatsächlich benutzt. Hier verwenden wir als Beispiel die Bibliothek hyphen, die Rechtschreibbindestriche in ein bestimmtes Wort einfügt. (Diese Bibliothek selbst wird von OpenOffice.org und LibreOffice verwendet.) e.g. input: extraordinary, output: ex-traor-di-nary

Verwenden Sie insbesondere die folgenden Funktionen in der Bibliothek "Bindestrich". (Eine ausführliche Erläuterung der einzelnen Funktionen entfällt.)

hyphen.h

//Erstellen Sie einen HyphenDict-Zeiger aus einer Wörterbuchdatei für die Bindestrichverarbeitung
HyphenDict *hnj_hyphen_load(const char *filename);

//Zur Speicherfreigabe
void hnj_hyphen_free(HyphenDict *hdict);

//Bindestrich verarbeitet Wort gemäß HyphenDict-Zeiger
int hnj_hyphen_hyphenate2(HyphenDict *hdict, const char *word, int word_size, char *hyphens, char *hyphenated_word, char ***rep, int **pos, int **cut);

Lassen Sie uns diese Bibliothek sofort in Python verwenden!

Suchen Sie zunächst den zu verwendenden Bindestrich für die gemeinsam genutzte Bibliothek.

• Bei korrekter Installation sollten Dateien wie "libhyphen.so" unter Linux, "hyphen.dylib" unter OS X und "hyphen.dll" unter Windows an der Stelle vorhanden sein, an der der Pfad verläuft.

Hyphenate1.py

import ctypes

class Error(Exception): 
    pass

_libraryName = ctypes.util.find_library("hyphen")
if _libraryName is None:
    raise Error("cannot find hyphenation library")

_LibHyphen = ctypes.CDLL(_libraryName)

Es ist so einfach, dass es nicht viel Erklärung braucht, aber die Funktion "ctypes.util.find_library ()" sucht nach einer gemeinsam genutzten Bibliothek und wird von der Funktion "ctypes.CDLL ()" geladen. Erstellen Sie nach dem Laden der Bibliothek Python-Wrapper für die Funktionen in der Bibliothek. Die allgemeine Methode besteht darin, die Funktionen in der Bibliothek Python-Variablen zuzuweisen. Nach dem Zuweisen einer Funktion zu einer Variablen müssen der Argumenttyp und der Rückgabetyp angegeben werden.

B. Beispiel für "hnj_hyphen_load"

Hyphenate1.py

_load = _LibHyphen.hnj_hyphen_load
_load.argtypes = [ctypes.c_char_p]
_load.restype = ctypes.c_void_p

B. Beispiel von "hnj_hyphen_hyphenate2"

Hyphenate1.py

_int_p = ctypes.POINTER(ctypes.c_int)
_char_p_p = ctypes.POINTER(ctypes.c_char_p)

_hyphenate = _LibHyphen.hnj_hyphen_hyphenate2
_hyphenate.argtypes = [
    ctypes.c_void_p,                # HyphenDict *hdict
    ctypes.c_char_p,                # const char *word
    ctypes.c_int,                   # int word_size
    ctypes.c_char_p,                # char *hyphens
    ctypes.c_char_p,                # char *hyphenaated_word
    _char_p_p,                      # char ***rep
    _int_p,                         # int **pos
    _int_p                          # int **cut
]
_hyphenate.restype = ctypes.c_int

Verwenden wir diese, um eine private Funktion für Python zu erstellen.

Hyphenate1.py

def hyphenate(word, filename, hyphen='-'):
    originalWord = word
    
    hdict = _get_hdict(filename)
    word = word.encode("utf-8")
    word_size = ctypes.c_int(len(word))
    hyphens = ctypes.create_string_buffer(word)
    hyphenated_word = ctypes.create_string_buffer(len(word) * 2)
    rep = _char_p_p(ctypes.c_char_p(None))
    pos = _int_p(ctypes.c_int(0))
    cut = _int_p(ctypes.c_int(0))

    if _hyphenate(hdict, word, word_size, hyphens, hyphenated_word, rep, pos, cut):
        raise Error("hyphenation failded for '{}'".format(originalWord))

    return hyphenated_word.value.decode("utf-8").replace("=", hyphen)

So was. ctypes.create_string_buffer ist eine Funktion, die basierend auf der Anzahl der Bytes ein Cchar erstellt. Da es notwendig ist, ein Byte an UTF-8 an die Funktion für die Bindestrichverarbeitung zu übergeben, wird die Codierungsverarbeitung durchgeführt.

Die Funktion _get_hdict () kann wie folgt geschrieben werden. Es ist ein einfacher Vorgang zum Laden von Dateien.

Hyphenate1.py

_hdictForFilename = {}

def _get_hdict(filename):
    if filename not in _hdictForFilename:
        hdict = _load(ctypes.create_string_buffer(filename.encode("utf-8")))
        if hdict is None:
            raise Error("failed to load '{}'".format(filename))
        _hdictForFilename[filename] = hdict
    hdict = _hdictForFilename.get(filename)
    if hdict is None:
        raise Error("failed to load '{}'".format(filename))
    return hdict

Sie können die C-Bibliothek von Python aus aufrufen. Wenn Sie die Funktion tatsächlich verwenden, sollten Sie die folgende Ausgabe erhalten.

>>> hyphenate('extraordinary', '/path/to/dictfile')
u'ex-traor-dinary'

Auf diese Weise kann es in Betracht gezogen werden, die Verarbeitung der C-Bibliothek für den Teil zu überlassen, in dem die Verarbeitung unvermeidlich schwer ist, da die C-Bibliothek gelegentlich von Python aus verwendet werden kann.

Zusammenfassung

Dieses Mal habe ich den C-Spracherweiterungsteil von PiP aufgenommen und vorgestellt. PiP ist in sehr einfachem Englisch geschrieben, daher wird es auch für diejenigen empfohlen, die nicht gut Englisch können. Insbesondere das erste Kapitel über Entwurfsmuster ist eine mehrsprachige Grundgeschichte, daher denke ich, dass es viele Geschichten gibt, die für diejenigen hilfreich sind, die andere Sprachen verwenden.

Wir planen zu Beginn des Jahres eine Lesung für dieses Buch bei PyLadies Tokyo. Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie interessiert sind (Werbung).