class 定义属性变量比较自由，cdef class 可以定义 cdef
class 使用 __init__ 初始化，cdef class 在使用 __init__ 之前用 __cinit__ 对 C 相关的参数进行初始化。
cdef class 中的方法可以是 def, cdef, cpdef 三种，只有 public 的属性才可以被访问，不可以添加新的属性。
__dealloc__ 函数类似析构函数，负责释放申请的内存。
Cython 属性可以使用关键词 property 来定义，然后定义 __get__ 和 __set__ 方法来进行获取和设置：
property name:
def __get__(self):
return something
def __set__(self):
set_something
使用 C++ 类时要加上 cppclass 关键词，在编译时 setup 中要加上 language="c++" 的选项。
假设我们有这样一个 C++ 类：
%%file particle_extern.h
#ifndef _PARTICLE_EXTERN_H_
#define _PARTICLE_EXTERN_H_
class Particle {
public:
Particle() :
mass(0), charge(0) {}
Particle(float m, float c, float *p, float *v);
~Particle() {}
float getMass() {return mass; }
void setMass(float m) { mass = m; }
float getCharge() { return charge; }
const float *getVel() { return vel; }
const float *getPos() { return pos; }
void applyImpulse(float *f, float t);
private:
float mass, charge;
float pos[3], vel[3];
};
#endif
%%file particle_extern.cpp
#include "particle_extern.h"
Particle::Particle(float m, float c, float *p, float *v) :
mass(m), charge(c)
{
for (int i=0; i<3; ++i) {
pos[i] = p[i]; vel[i] = v[i];
}
}
void Particle::applyImpulse(float *f, float t)
{
float newvi;
for(int i=0; i<3; ++i) {
newvi = vel[i] + t / mass * f[i];
pos[i] = (newvi + vel[i]) * t / 2.;
vel[i] = newvi;
}
}
在 Cython 中调用这个类：
%%file particle.pyx
import numpy as np
cdef extern from "particle_extern.h":
cppclass _Particle "Particle":
_Particle(float m, float c, float *p, float *v)
float getMass()
void setMass(float m)
float getCharge()
const float *getVel()
const float *getPos()
void applyImpulse(float *f, float t)
cdef class Particle:
cdef _Particle *thisptr # ptr to C++ instance
def __cinit__(self, m, c, float[::1] p, float[::1] v):
if p.shape[0] != 3 or v.shape[0] != 3:
raise ValueError("...")
self.thisptr = new _Particle(m, c, &p[0], &v[0])
def __dealloc__(self):
del self.thisptr
def apply_impulse(self, float[::1] v, float t):
self.thisptr.applyImpulse(&v[0], t)
def __repr__(self):
args = ', '.join('%s=%s' % (n, getattr(self, n)) for n in ('mass', 'charge', 'pos', 'vel'))
return 'particle.Particle(%s)' % args
property charge:
def __get__(self):
return self.thisptr.getCharge()
property mass: # Cython-style properties.
def __get__(self):
return self.thisptr.getMass()
def __set__(self, m):
self.thisptr.setMass(m)
property vel:
def __get__(self):
cdef const float *_vel = self.thisptr.getVel()
cdef float[::1] arr = np.empty((3,), dtype=np.float32)
for i in range(3):
arr[i] = _vel[i]
return np.asarray(arr)
property pos:
def __get__(self):
cdef const float *_pos = self.thisptr.getPos()
cdef float[::1] arr = np.empty((3,), dtype=np.float32)
for i in range(3):
arr[i] = _pos[i]
return np.asarray(arr)
首先从头文件声明这个类：
cdef extern from "particle_extern.h":
cppclass _Particle "Particle":
_Particle(float m, float c, float *p, float *v)
float getMass()
void setMass(float m)
float getCharge()
const float *getVel()
const float *getPos()
void applyImpulse(float *f, float t)
这里要使用 cppclass 关键词，并且为了方便，我们将 Particle 类的名字在 Cython 中重命名为 _Particle。
cdef class Particle:
cdef _Particle *thisptr
def __cinit__(self, m, c, float[::1] p, float[::1] v):
if p.shape[0] != 3 or v.shape[0] != 3:
raise ValueError("...")
self.thisptr = new _Particle(m, c, &p[0], &v[0])
为了使用这个类，我们需要定义一个该类的指针，然后用指针指向一个 _Particle 对象。
%%file setup.py
from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext
ext = Extension("particle", ["particle.pyx", "particle_extern.cpp"], language="c++")
setup(
cmdclass = {'build_ext': build_ext},
ext_modules = [ext],
)
要加上 language="c++" 的选项，然后编译：
!python setup.py build_ext -i
import particle
注意这里类型要设成 float32，因为 C++ 程序中接受的是 float 类型，默认是 float64(double) 类型：
import numpy as np
pos = vel = np.arange(3., dtype='float32')
mass = 1.0
charge = 2.0
p = particle.Particle(mass, charge, pos, vel)
p
调用 apply_impulse 方法：
p.apply_impulse(np.arange(3., dtype='float32'), 1.0)
p
查看质量：
p.mass
修改质量：
p.mass = 3.0
查看 charge：
p.charge
因为 charge 没有定义 __set__ 方法，所以它是只读的属性，不能进行修改。
import zipfile
f = zipfile.ZipFile('07-05-particle.zip','w',zipfile.ZIP_DEFLATED)
names = ['particle.pyx',
'particle_extern.cpp',
'particle_extern.h',
'setup.py']
for name in names:
f.write(name)
f.close()
!rm -f setup*.*
!rm -f particle*.*
!rm -rf build