Python调用C模块以及性能分析

一.c，调用ctypes和python的块及数据类型的对应关系

ctypes type ctype Python type c_char char 1-character string c_wchar wchar_t 1-character unicode string c_byte char int/long c_ubyte unsigned char int/long c_short short int/long c_ushort unsigned short int/long c_int int int/long c_uint unsigned int int/long c_long long int/long c_ulong unsigned long int/long c_longlong __int64 or long long int/long c_ulonglong unsigned __int64 or unsigned long long int/long c_float float float c_double double float c_char_p char * (NUL terminated) string or None c_wchar_p wchar_t * (NUL terminated) unicode or None c_void_p void * int/long or None

2.操作int

>>> from ctypes import * >>> c=c_int(34) >>> c c_int(34) >>> c.value 34 >>> c.value=343 >>> c.value 343  

3.操作字符串

>>> p=create_string_buffer(10) >>> p.raw \x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00 >>> p.value=fefefe >>> p.raw fefefe\x00\x00\x00\x00 >>> p.value=fefeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee  #字符串太长，报错 Traceback (most recent call last):   File "<stdin>",分析 line 1, in <module> ValueError: string too long  

4.操作指针

>>> i=c_int(999) >>> pi=pointer(i) >>> pi <__main__.LP_c_int object at 0x7f7be1983b00> >>> pi.value Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: LP_c_int object has no attribute value >>> pi.contents c_int(999) >>> pi.contents=c_long(34343) >>> pi.contents c_int(34343)   通过pointer获取一个值的指针 通过contents获取一个指针的值

5.c的结构体

#定义一个c的structure，包含两个成员变量x和y >>> class POINT(Structure): ...     _fields_=[(x,调用c_int),(y,c_int)] ... >>> point=POINT(2,4) >>> point <__main__.POINT object at 0x7f7be1983b90> >>> point.x,point.y (2, 4) >>> porint=POINT(y=2) >>> porint <__main__.POINT object at 0x7f7be1983cb0> >>> point=POINT(y=2) >>> point.x,point.y (0, 2) 定义一个类型为POINT的数组 >>> POINT_ARRAY=POINT*3 >>> pa=POINT_ARRAY(POINT(2,3),POINT(2,4),POINT(2,5)) >>> for i in pa:print pa.y ... Traceback (most recent call last):   File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: POINT_Array_3 object has no attribute y >>> for i in pa:print i.y ... 3 4 5  

6.访问so文件

1.创建一个c文件

#include <stdio.h> int hello_world(){     printf("Hello Worldn");     return 0; } int main(){         hello_world();         return 0; }  

2.编译成动态链接库

gcc hello_world.c  -fPIC -shared -o hello_world.so 

3.python中调用库中的函数

from ctypes import cdll c_lib=cdll.LoadLibrary(./hello_world.so) c_lib.hello_world()  

二.测试c的性能和python的差别

sum.c

int sum(int num){     long sum=0;     int i =0;     for( i=1;i<=num;i++){         sum=sum+i;     };     return sum; } int main(){     printf("%d",sum(10));     return 0; }   测试方案：计算1-100的和 测试次数：100万次

1. 直接用c来执行，通linux 的块及time命令来记录执行的用时

sum.c：

#include <stdio.h> int sum(int num){     long sum=0;     int i =0;     for( i=1;i<=num;i++){         sum=sum+i;     };     return sum; } int main(){     int i ;     for (i=0;i<1000000;i++){     sum(100);     }     return 0; }  

测试结果的例子：

real 1.16 user 1.13 sys 0.01

2.通过Python调用so文件和python的测试结果

sum_test.py:

def sum_python(num):     s = 0     for i in xrange(1,num+1):         s += i     return s from ctypes import cdll c_lib = cdll.LoadLibrary(./sum.so) def sum_c(num):     return c_lib.sum(num) def test(num):     import timeit     t1 = timeit.Timer(c_lib.sum(%d) % num, from __main__ import c_lib)     t2 = timeit.Timer(sum_python(%d) % num, from __main__ import sum_python)     print c, t1.timeit(number=1000000)     print python, t2.timeit(number=1000000) if __name__ == __main__:     test(100)  

测试结果的例子

c 1.02756714821 python 7.90672802925  

3.测试erlang的站群服务器测试结果

刚刚学了erlang，那就一起测试一下erlang的分析运算性能

sum.erl:

-module(sum). -export([sum/2,sum_test/2]). sum(0,Sum) ->         Sum; sum(Num,Sum) ->         sum(Num-1,Sum+Num). sum_test(Num,0) ->         0; sum_test(Num,Times) ->         sum(Num,0),         sum_test(Num,Times-1).  

调用：

timer:tc(sum,sum_test,[100,1000000]). 

测试结果的例子：

{2418486,0} 

4.测试结果

用上面的测试方法，进行10次测试，调用去除***值和最小值，块及再计算平均值，分析得出：

 

单位：秒

求和的调用运行，使用的块及内存比较小，但是分析占用CPU资源比较多。 原生的调用C是最快的，Python调用c会稍微慢一点，块及原因是免费源码下载分析计算100的和的操作是在c里面做的，而执行100万次的逻辑是在python做的 erlang的性能虽然比c稍慢，但是也是不错的， Python的运行效率惨不忍睹。。。 

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