在C++多中高效地执行数学Python表达式

Question

我有一个python程序，它生成一个数学表达式，如

exp(sin(x-y))**2

现在我想把它给我的C++程序，它必须用不同的x，y值来计算这个表达式。我的第一种方法是在PyRun_String中使用Python.h库。

在这里，初始化代码：

func=function;
Py_Initialize();
    memset(pythonString,0,strlen(pythonString));

    // add whiteNoise Kernel
    sprintf(pythonString,"from math import *;func=lambda x,y:(%s+0.1*(x==y))",function);
    //printf("%s\n",pythonString);
    PyRun_SimpleString(pythonString);

在这里，需要多次评估的代码：

char execString[200];
memset(execString,0,strlen(execString));

sprintf(execString,"result=func(%f,%f)",x1[0],  x2[0]);

PyObject* main = PyImport_AddModule("__main__");
PyObject* globalDictionary = PyModule_GetDict(main);
PyObject* localDictionary = PyDict_New();

//create the dictionaries as shown above

PyRun_String(execString, Py_file_input, globalDictionary, localDictionary);
double result = PyFloat_AsDouble(PyDict_GetItemString(localDictionary, "result"));

但是，我认为每次用PyRun_String解析字符串实在太慢了。是否有一种方法可以直接将Python表达式转换为C++函数，从而可以有效地调用？还是有别的选择？使用像symbolicc++这样的东西也是可以的

Answer 1

我建议将所有输入作为数组/向量传递给您的c++ &立即解决所有问题。另外，尝试Py_CompileString & PyEval_EvalCode而不是PyRun_String。我不得不解决数以百万计的方程式，发现速度提高了10倍。

下面是一个简单的'a + b'的例子，但是对于更多的for循环，我们可以将它推广到任意变量的任何方程。在我的机器上，下面的百万个值在不到1秒钟的时间内就完成了(而对于PyRun_String，则是10秒)。

PyObject* main = PyImport_AddModule("__main__");
PyObject* globalDict = PyModule_GetDict(main);
PyCodeObject* code = (PyCodeObject*) Py_CompileString("a + b", "My Eqn", Py_eval_input);
for (millions of values in input) {
    PyObject* localDict = PyDict_New();
    PyObject* oA = PyFloat_FromDouble(a);  // 'a' from input
    PyObject* oB = PyFloat_FromDouble(b);  // 'b' from input
    PyDict_SetItemString(localDict, "a", oA);
    PyDict_SetItemString(localDict, "b", oB);
    PyObject* pyRes = PyEval_EvalCode(code, globalDict, localDict);
    r = PyFloat_AsDouble(pyRes);
    // put r in output array

    Py_DECREF(pyRes);
    Py_DECREF(localDict)
}
Py_DECREF(code);