从C扩展调用Python函数的速度成本

Question

我正在编写一个涉及模拟几个不同变量的演化路径的程序。程序的大部分是在Python中，但我正在为模拟循环（~15k）编写代码作为C扩展来提高速度。但是，我仍然希望利用Numpy的随机数生成器（here）。我知道我可以从我的扩展中调用Python函数，但这会减慢C循环，从而否定了编写扩展的目的吗？

Answer 1

当你从C扩展中调用Python函数时，你会得到几个开销：

1. 要传递给python函数的C变量需要包装在Python对象中。如果您直接在Python中创建对象，这个成本就会大大增加。
2. 需要调用Python函数。这将花费与普通Python函数调用一样多。
3. 需要为C解包返回值，并且它的python值将被垃圾收集。这也只是普通Python返回值超出范围的成本。

判断它是否值得，实际上取决于在C中完成的代码量以及可以避免多少python对象操作。如果你在C中只有一个调用python函数的for循环，它可能不值得。如果你做了很多可以在C中完成的数据操作，即使你在某个地方调用Python函数，你也会保存所有这些。

但最快的方法可能是使用numpy C API并直接从C调用numpy函数。这样可以避免大部分开销，因为不必将所有参数都包装到Python对象中，仍然使用numpy的功能。