从C扩展调用Python函数的速度开销

Question

我正在编写一个程序，其中包括模拟几个不同变量的进化路径。大部分程序都是用Python编写的，但是我正在为模拟循环(~15k)编写代码，作为一个C扩展来提高速度。然而，我仍然想利用Numpy的随机数生成器(这里)。我知道我可以从我的扩展调用Python函数，但是这样会减慢C循环，从而否定编写扩展的目的吗？

Answer 1

当您从C扩展调用Python函数时，您将获得以下几部分开销：

1. 要传递给python函数的C变量需要包装在Python对象中。这与在Python中直接创建对象所花费的费用一样多。
2. 需要调用Python函数。这将花费与普通Python函数调用一样多的费用。
3. 需要为C展开返回值，并且它的python值将被垃圾收集。这也与超出范围的一般Python返回值一样多。

要判断它是否值得，这确实取决于在C中完成的代码数量以及您可以避免多少python对象操作。如果C中只有一个调用python函数的for循环，那么它可能就不值得了。如果您可以使用C进行大量的数据操作，那么即使在某个地方调用Python函数，您也可以保存所有这些操作。

但是，最快的方法可能是使用numpy C API并直接从C调用numpy函数，这将使您不必将所有参数打包到Python对象中，从而避免了大部分开销，而且还在使用numpy的功能。