Cython

Le langage Python dès son origine supporte l'écriture de modules écrits en langage C. Cependant, cette procédure est laborieuse et délicate. Le compilateur Cython convertit ses fichiers sources en langage Cython (extension .pyx) vers le langage C ou C++. Dans un deuxième temps, ces fichiers C/C++ sont compilés sous forme de bibliothèques prêtes à être utilisées avec Python.

Cython automatise entre autres :

• la conversion automatique entre types Python et types C ;
• la compatibilité Python 2/Python 3 ;
• la gestion des erreurs.

Le compilateur Cython est lui-même écrit en Python.

Cython est né comme sous-projet du logiciel libre de calcul formel SageMath en tant que fork du langage Pyrex. SageMath est un des logiciels qui utilise le plus de fonctionnalités de Cython.

Les programmes écrits en Cython possèdent l'extension .pyx. Dans sa forme la plus simple, le code source de Cython ressemble exactement au code source de Python. Cependant, alors que les variables, dans Python standard, sont typées dynamiquement ; le typage est facultatif. Ce qui permet d'améliorer les performances et de convertir les boucles Cython en boucles C lorsque cela est possible.

Par exemple :

def primes(int kmax):  # L'argument sera converti en nombre ou provoquera un TypeError.
    cdef int n, k, i  # Ces variables sont déclarées avec des types en C.
    cdef int p[1000]  # un autre typage C
    result = []  # un typage Python
    if kmax > 1000:
        kmax = 1000
    k = 0
    n = 2
    while k < kmax:
        i = 0
        while i < k and n % p[i] != 0:
            i = i + 1
        if i == k:
            p[k] = n
            k = k + 1
            result.append(n)
        n = n + 1
    return result

In [1]: %load_ext Cython
In [2]: %%cython
   ...: def f(n):
   ...:     a = 0
   ...:     for i in range(n):
   ...:         a += i
   ...:     return a
   ...: 
   ...: cpdef g(int n):
   ...:     cdef long a = 0
   ...:     cdef int i
   ...:     for i in range(n):
   ...:         a += i
   ...:     return a
   ...: 
In [3]: %timeit f(1000000)
10 loops, best of 3: 26.5 ms per loop
In [4]: %timeit g(1000000)
1000 loops, best of 3: 279 µs per loop

• Site Cython officiel (en anglais)
• Site de développement (github)