如何使用Rust擴充套件Python 第1部分

python很棒，但是我發現在我沒有其他語言可用的情況下，沒有多少pythonic聰明能讓一些**執行得足夠快。我想要學習rust的主要原因之一是為了獲得比c更好的東西。

rust不僅具有各種優勢，使其成為需要快速正確執行的**的良好選擇，而且還有一些相當不錯的板條箱（庫）可以很好地與python連線。

這是乙個小教程，向您展示從python呼叫簡單的rust函式是多麼容易。如果你想自己嘗試一下，你會在github上找到**。

先決條件我在本教程中假設您已經熟悉編寫python指令碼並匯入和使用包，並且您習慣使用命令列。你還需要安裝rust。

將編譯**編入python的最快方法是使用builtin ctypes包。這是python的「外部函式介面」或ffi：一種在您用來進行呼叫的語言之外呼叫函式的方法。

ctypes允許我們在共享庫1中呼叫任意函式，只要這些函式符合某些標準c語言呼叫約定。值得慶幸的是，rust努力讓我們很容易構建這樣乙個共享庫。

首先要做的是建立乙個帶有貨物的新專案，即rust構建工具：

$ cargo new rustfrompy created library `rustfrompy` project $ tree .├── cargo.toml └── src └── lib.rs

1 directory, 2 files

在旁邊

我使用相當普遍的約定，固定寬度字型中設定的文字是示例**或輸入的命令。對於後者，鍵在您

鍵入的命

令（省略

鍵在您鍵入的命令（省略

鍵在您鍵入的

命令（省

略

[package]
name = "rustfrompy"
version = "0.1.0"
authors = ["jez cope "]
[dependencies]
[lib]
name = "rustfrompy"
crate-type = ["cdylib"]

這告訴貨物我們想要製作乙個c相容的動態庫（crate-type = [「cdylib」]）以及要呼叫它的內容，以及一些標準元資料。然後我們可以將**放在src / lib.rs中。

我們只使用乙個簡單的玩具功能，將兩個數字加在一起：

#[no_mangle]
pub fn add(a: i64, b: i64) -> i64

請注意pub關鍵字，它指示編譯器使其他模組可以訪問此函式，以及＃[no_mangle]注釋，它告訴它使用函式的標準c命名約定。如果我們不這樣做，那麼rust將為它自己的**目的生成乙個新的函式名稱，作為***，當我們想要從python中使用它時，我們將不知道該怎麼稱呼它。

作為優秀的開發人員，我們還要新增乙個測試：

#[cfg(test)]
mod test 
}

我們現在可以執行貨物測試，它將編譯該**並執行測試：

$ cargo test
compiling rustfrompy v0.1.0 (file:///home/jez/personal/projects/rustfrompy)
finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.2 secs
running target/debug/deps/rustfrompy-3033caaa9f5f17aa
running 1 test
test test::test_add ... ok
test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out

一切正常！現在只是為了構建共享庫，我們可以嘗試從python呼叫它：

$ cargo build
compiling rustfrompy v0.1.0 (file:///home/jez/personal/projects/rustfrompy)
finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.30 secs

請注意，構建是未優化的幷包含除錯資訊：這在開發中很有用，但是一旦我們準備好使用我們的**，如果我們使用optimisations進行編譯它將會執行得更快。貨物讓這很容易：

畢竟，python位非常短。首先我們匯入ctypes包（它包含在所有最近的python版本中）：

from ctypes import cdll

cargo已將我們的共享庫整理到乙個資料夾中，因此我們需要告訴python從何處載入它。在linux上，它將被稱為lib .so，其中「something」是來自cargo.toml的crate名稱，「rustfrompy」：

注：windows上是rustfrompy.dll

lib = cdll.loadlibrary('target/release/librustfrompy.so')

最後，我們可以隨心所欲地呼叫該函式。這是乙個pytest風格的測試：

def test_rust_add():
assert lib.add(27, 15) == 42

如果你安裝了pytest（你應該！），你可以像這樣執行整個測試：

$ pytest --verbose test.py ***********************************=== test session starts ***********************************=== platform linux -- python 3.6.4, pytest-3.1.1, py-1.4.33, pluggy-0.4.0 -- /home/jez/.virtualenvs/datasci/bin/python cachedir: .cache rootdir: /home/jez/personal/projects/rustfrompy, inifile: collected 1 items

test.py::test_rust_add passed

有效！如果你想親自嘗試一下，我已經把rust和python**放在github上了。

缺點好的，所以這是乙個非常簡單的例子，我掩飾了很多東西。例如，如果我們執行lib.add（2.0,2）會發生什麼？這會導致python丟擲錯誤，因為我們的rust函式只接受整數（64位有符號整數，i64，確切地說），我們給它乙個浮點數。 ctypes無法猜測給定函式將使用哪種型別，但它至少可以告訴我們何時出錯。

為了正確解決這個問題，我們需要做一些額外的工作，告訴ctypes庫每個函式的引數和返回型別是什麼。對於更複雜的庫，可能會有更多的內務處理，例如將函式的返回**轉換為更多pythonic風格的錯誤。

對於像這樣的小例子，沒有太大的問題，但是編譯的庫越大，python方面需要更多的額外樣板才能使用所有函式。當你使用現有的庫時，你沒有太多選擇，但是如果你是從頭開始構建它專門用於與python介面，那麼使用python c api就有更好的方法。你可以直接在rust中呼叫它，但是有一些rust條件可以讓生活更輕鬆，我將在未來的部落格文章中看一下這些。

備註：linux上的.so，mac上的.dylib和windows上的.dll

源文出處：

如何使用Rust擴充套件Python 第1部分

rust如何進槍戰服 rust遊戲

如何使用pytho幫助函式和文件

如何模糊Rust程式

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