項目地址:

https://github.com/tushushu/EssentialCython?github.com

參考書籍: 《Essential C++ 中文版》

編程環(huán)境: MacOS + Jupyter Notebook + Python 3.6

%load_ext Cython

2.4 使用局部靜態(tài)對象

2.1節(jié)的fibon_elem()函數(shù)每次被調(diào)用時，便計算出斐波那契數(shù)列從1到pos的所有值(其中pos是由用戶指定)，然后返回。這里花費了一些不必要的工夫。請看以下對fibon_elem()的三次調(diào)用：

1. fibon_elem(24)

2. fibon_elem(8)

3. fibon_elem(18)

其實第一次調(diào)用便已經(jīng)計算出第二次、第三次調(diào)用所需要計算的值。我們可以考慮把計算結果緩存起來，如果下一次函數(shù)調(diào)用的時候結果已經(jīng)存在于緩存中，則不需要重新計算。 如果在file scope定義緩存對象會過于冒險，打亂不同函數(shù)間的獨立性。另外一個解法就是局部靜態(tài)對象，與局部對象不同，它在每次函數(shù)調(diào)用的時候不會被重新創(chuàng)建，所以適合當作緩存。

因為Cython還不支持static變量，所以我們先創(chuàng)建chapter_2_extern.cpp和chapter_2_extern.h文件，用C++編寫這個函數(shù)。注意fibon_elem要放在_fibon_elem之后定義，否則會報錯。

#include "chapter_2_extern.h"

static void _fibon_elem(int pos, int &elem, vector &cache)

{

elem = 1;

if (pos == 1 || pos == 2)

{

cache.push_back(elem);

cache.push_back(elem);

cache.push_back(elem);

}

int i = cache.size() - 1;

int n_1 = cache[i - 1];

int n_2 = cache[i];

for (; i < pos; ++i)

{

elem = n_1 + n_2;

n_1 = n_2;

n_2 = elem;

cache.push_back(elem);

}

}

static int fibon_elem(int pos, int &elem)

{

static vector cache;

if (pos <= 0 || pos > 1024)

{

elem = 0;

return 0;

}

if (pos >= cache.size())

{

_fibon_elem(pos, elem, cache);

return 1;

}

elem = cache[pos];

return 2;

}

創(chuàng)建chapter_2.pyx文件，編寫Cython代碼來加載這個函數(shù)，并編寫fibon_elem_py函數(shù)供外部Python程序調(diào)用。

from libcpp cimport bool

from libcpp.vector cimport vector

cdef extern from "chapter_2_extern.h":

void _fibon_elem(int pos, int &elem, vector[int] &cache)

int fibon_elem(int pos, int &elem)

def fibon_elem_py(pos):

cdef int _elem = 0

sucess = fibon_elem(pos, _elem)

return _elem, sucess

然后通過執(zhí)行python setup.py build_ext --inplace命令，將代碼編譯為.so文件，這樣就可以import fibon_elem_py函數(shù)來測試啦。

from chapter_2 import fibon_elem_py

for pos in [1, 2, 3, 4, 8, 5, 6, 1025]:

elem, sucess = fibon_elem_py(pos)

if sucess == 1:

msg = f"計算成功, 第{pos}個位置的元素值為{elem}!"

elif sucess == 2:

msg = f"調(diào)用緩存, 第{pos}個位置的元素值為{elem}!"

else:

msg = f"計算失敗, 參數(shù)為{pos}, 超過了合法范圍!"

print(msg)

計算成功, 第1個位置的元素值為1!

調(diào)用緩存, 第2個位置的元素值為1!

計算成功, 第3個位置的元素值為2!

計算成功, 第4個位置的元素值為3!

計算成功, 第8個位置的元素值為21!

調(diào)用緩存, 第5個位置的元素值為5!

調(diào)用緩存, 第6個位置的元素值為8!

計算失敗, 參數(shù)為1025, 超過了合法范圍!

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python调用c++类内静态函数_Python与C++混合编程 - 2.4 - 使用局部静态对象的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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