问题使用其他Cython代码中的自定义Cython代码

我目前正在尝试优化我的Python程序并开始使用Cython以减少函数调用开销，并且可能稍后包括优化的C库函数。

所以我遇到了第一个问题：

我在我的代码中使用组合来创建一个更大的类。到目前为止，我已经将我的一个Python类转换为Cython（这很难）。这是代码：

import numpy as np
cimport numpy as np
ctypedef np.float64_t dtype_t
ctypedef np.complex128_t cplxtype_t
ctypedef Py_ssize_t index_t

cdef class bendingForcesClass(object):
    cdef dtype_t bendingRigidity
    cdef np.ndarray matrixPrefactor
    cdef np.ndarray bendingForces

    def __init__(self, dtype_t bendingRigidity, np.ndarray[dtype_t, ndim=2] waveNumbersNorm):
        self.bendingRigidity = bendingRigidity
        self.matrixPrefactor = -self.bendingRigidity * waveNumbersNorm ** 2

    cpdef np.ndarray calculate(self, np.ndarray membraneHeight):
        cdef np.ndarray bendingForces
        bendingForces = self.matrixPrefactor * membraneHeight
        return bendingForces

从我编写的Python / Cython类中，我调用了class-method calculate，所以在我的作文课中我有以下（简化）代码：

from bendingForcesClass import bendingForcesClass

cdef class membraneClass(object):
    def  __init__(self, systemSideLength, lowerCutoffLength, bendingRigidity):
        self.bendingForces = bendingForcesClass(bendingRigidity, self.waveNumbers.norm)

    def calculateForces(self, heightR):
        return self.bendingForces.calculate(heightR)

我发现了那个 cpdef 使得方法/函数可以从Python和Cython中调用，这很棒且有效，只要我不尝试定义类型 self.bendingForces 预先 - 根据文档（早期绑定速度）是必要的，以消除函数调用开销。我尝试了以下，但不起作用：

from bendingForcesClass import bendingForcesClass
from bendingForcesClass cimport bendingForcesClass

    cdef class membraneClass(object):
        cdef bendingForcesClass bendingForces

        def  __init__(self, systemSideLength, lowerCutoffLength, bendingRigidity):
            self.bendingForces = bendingForcesClass(bendingRigidity, self.waveNumbers.norm)

        def calculateForces(self, heightR):
            return self.bendingForces.calculate(heightR)

有了这个，我在尝试构建时遇到了这个错误 membraneClass.pyx 与Cython：

membraneClass.pyx:18:6: 'bendingForcesClass' is not a type identifier
building 'membraneClass' extension

请注意，声明位于两个单独的文件中，这使得这更加困难。

所以我怎么做到这一点？如果有人能给我一个指针，我会非常感激，因为除了上面给出的链接之外我找不到任何关于此的信息。

谢谢和最好的问候！

9772

2018-03-16 19:56

起源

我想知道问题是什么，所以如果有问题请留意我们！ - highBandWidth

我意识到这是一个古老的问题，但我现在遇到了一个非常类似的问题。你有没有想过这个？ - user27886

不幸的是，我从来没有解决过这个问题，因为在某些时候这部分代码与我的项目无关。无论如何，我祝你好运，如果你弄清楚，把它贴在这里，我很乐意接受它作为正确的答案。 - packoman

经过大量的搜索，我发现了这个完美的答案： stackoverflow.com/questions/33616927/... - Davoud Taghawi-Nejad

答案:

免责声明： 这个问题非常陈旧，我不确定当前的解决方案是否适用于2011 Cython代码。

为了从另一个文件中导入扩展类（cdef类），您需要提供一个 .pxd 文件（也称为定义文件），声明所有C类，属性和方法。看到共享扩展类型在文档中供参考。

对于您的示例，您需要一个文件 bendingForcesClass.pxd，声明要共享的类，以及所有cimports，模块级变量，typedef等：

bendingForcesClass .pxd

# cimports
cimport numpy as np

# typedefy you want to share
ctypedef np.float64_t dtype_t
ctypedef np.complex128_t cplxtype_t
ctypedef Py_ssize_t index_t

cdef class bendingForcesClass:
    # declare C attributes
    cdef dtype_t bendingRigidity
    cdef np.ndarray matrixPrefactor
    cdef np.ndarray bendingForces

    # declare C functions
    cpdef np.ndarray calculate(self, np.ndarray membraneHeight)

    # note that __init__ is missing, it is not a C (cdef) function

现在在中声明的所有导入，变量和属性 .pxd 文件可以（并且必须）从中删除 .pyx 文件：

bendingForcesClass .pyx

import numpy as np

cdef class bendingForcesClass(object):

    def __init__(self, dtype_t bendingRigidity, np.ndarray[dtype_t, ndim=2] waveNumbersNorm):
        self.bendingRigidity = bendingRigidity
        self.matrixPrefactor = -self.bendingRigidity * waveNumbersNorm ** 2

    cpdef np.ndarray calculate(self, np.ndarray membraneHeight):
        cdef np.ndarray bendingForces
        bendingForces = self.matrixPrefactor * membraneHeight
        return bendingForces

现在你的cdef类 bendingForcesClass 可以从其他Cython模块中导入，使其成为有效的类型标识符，这可以解决您的问题。

2018-05-26 13:25

您需要使用声明“.pxd”文件和cimport。（基本上，cimport在编译时发生，而导入发生在运行时，因此Cython不能使用任何重要的东西）。

创建“utils.pxd”：

cdef class MyClass:
    cdef readonly int field
    cdef void go(self, int i)

“utils.pyx”现在读取

cdef class MyClass:
    def __init__(self, field):
    self.field = field

cdef void go(self, int i):
    self.field = i

pyx文件中的所有声明都进入.pxd文件。

然后在mymodule.pyx中

from utils import MyClass
from utils cimport MyClass
# other code follows...

//来自这里的扩展答案： Cython：在类型声明中使用导入的类

2018-05-26 13:51

这些可能不是错误的来源，但只是为了缩小问题范围，您可能会尝试更改以下内容：

可能是你正在使用 bendingForces 作为变量的名称：

cpdef np.ndarray calculate( self, np.ndarray membraneHeight ) :
      cdef np.ndarray bendingForces
      bendingForces = self.matrixPrefactor * membraneHeight
      return bendingForces

以及这里的成员对象的名称：

cdef class membraneClass( object ):
    cdef bendingForcesClass bendingForces

也， bendingForcesClass 是模块的名称以及类。最后，如何制作一个 ctypedef 来自全班 bendingForcesClass？

2018-03-18 15:12

由于编辑原始问题以使用PEP8，这个答案有点不同步;对于那个很抱歉。 - Erik Allik

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