一.c，ctypes和python的數(shù)據(jù)類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系

• ctypes type ctype Python type
• c_char char 1-character string
• c_wchar wchar_t 1-character unicode string
• c_byte char int/long
• c_ubyte unsigned char int/long
• c_short short int/long
• c_ushort unsigned short int/long
• c_int int int/long
• c_uint unsigned int int/long
• c_long long int/long
• c_ulong unsigned long int/long
• c_longlong __int64 or long long int/long
• c_ulonglong unsigned __int64 or unsigned long long int/long
• c_float float float
• c_double double float
• c_char_p char * (NUL terminated) string or None
• c_wchar_p wchar_t * (NUL terminated) unicode or None
• c_void_p void * int/long or None

2.操作int

>>> from ctypes import * 
 
>>> c=c_int(34) 
 
>>> c 
 
c_int(34) 
 
>>> c.value 
 
34 
 
>>> c.value=343 
 
>>> c.value 
 
343  

3.操作字符串

>>> p=create_string_buffer(10) 
 
>>> p.raw 
 
'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00' 
 
>>> p.value='fefefe' 
 
>>> p.raw 
 
'fefefe\x00\x00\x00\x00' 
 
>>> p.value='fefeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee'  #字符串太長(zhǎng)，報(bào)錯(cuò) 
 
Traceback (most recent call last): 
 
  File "<stdin>", line 1, in <module> 
 
ValueError: string too long  

4.操作指針

>>> i=c_int(999) 
 
>>> pi=pointer(i) 
 
>>> pi 
 
<__main__.LP_c_int object at 0x7f7be1983b00> 
 
>>> pi.value 
 
Traceback (most recent call last): 
 
  File "<stdin>", line 1, in <module> 
 
AttributeError: 'LP_c_int' object has no attribute 'value' 
 
>>> pi.contents 
 
c_int(999) 
 
>>> pi.contents=c_long(34343) 
 
>>> pi.contents 
 
c_int(34343)  

• 通過(guò)pointer獲取一個(gè)值的指針
• 通過(guò)contents獲取一個(gè)指針的值

5.c的結(jié)構(gòu)體

#定義一個(gè)c的structure，包含兩個(gè)成員變量x和y 
 
>>> class POINT(Structure): 
 
...     _fields_=[('x',c_int),('y',c_int)] 
 
... 
 
>>> point=POINT(2,4) 
 
>>> point 
 
<__main__.POINT object at 0x7f7be1983b90> 
 
>>> point.x,point.y 
 
(2, 4) 
 
>>> porint=POINT(y=2) 
 
>>> porint 
 
<__main__.POINT object at 0x7f7be1983cb0> 
 
>>> point=POINT(y=2) 
 
>>> point.x,point.y 
 
(0, 2) 
 
定義一個(gè)類型為POINT的數(shù)組 
 
>>> POINT_ARRAY=POINT*3 
 
>>> pa=POINT_ARRAY(POINT(2,3),POINT(2,4),POINT(2,5)) 
 
>>> for i in pa:print pa.y 
 
... 
 
Traceback (most recent call last): 
 
  File "<stdin>", line 1, in <module> 
 
AttributeError: 'POINT_Array_3' object has no attribute 'y' 
 
>>> for i in pa:print i.y 
 
... 
 
3 
 
4 
 
5  

6.訪問(wèn)so文件

1.創(chuàng)建一個(gè)c文件

#include <stdio.h> 
 
int hello_world(){ 
 
    printf("Hello World\n"); 
 
    return 0; 
 
} 
 
int main(){ 
 
        hello_world(); 
 
        return 0; 
 
}  

2.編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)

gcc hello_world.c  -fPIC -shared -o hello_world.so 

3.python中調(diào)用庫(kù)中的函數(shù)

from ctypes import cdll 
 
c_lib=cdll.LoadLibrary('./hello_world.so') 
 
c_lib.hello_world()  

二.測(cè)試c的性能和python的差別

sum.c

int sum(int num){ 
 
    long sum=0; 
 
    int i =0; 
 
    for( i=1;i<=num;i++){ 
 
        sum=sum+i; 
 
    }; 
 
    return sum; 
 
} 
 
int main(){ 
 
    printf("%d",sum(10)); 
 
    return 0; 
 
}  

• 測(cè)試方案：計(jì)算1-100的和
• 測(cè)試次數(shù)：100萬(wàn)次

1. 直接用c來(lái)執(zhí)行，通linux 的time命令來(lái)記錄執(zhí)行的用時(shí)

sum.c：

#include <stdio.h> 
 
int sum(int num){ 
 
    long sum=0; 
 
    int i =0; 
 
    for( i=1;i<=num;i++){ 
 
        sum=sum+i; 
 
    }; 
 
    return sum; 
 
} 
 
int main(){ 
 
    int i ; 
 
    for (i=0;i<1000000;i++){ 
 
    sum(100); 
 
    } 
 
    return 0; 
 
}  

測(cè)試結(jié)果的例子：

• real 1.16
• user 1.13
• sys 0.01

2.通過(guò)Python調(diào)用so文件和python的測(cè)試結(jié)果

sum_test.py:

def sum_python(num): 
 
    s = 0 
 
    for i in xrange(1,num+1): 
 
        s += i 
 
    return s 
 
  
 
  
 
from ctypes import cdll 
 
  
 
c_lib = cdll.LoadLibrary('./sum.so') 
 
  
 
  
 
def sum_c(num): 
 
    return c_lib.sum(num) 
 
  
 
  
 
def test(num): 
 
    import timeit 
 
  
 
    t1 = timeit.Timer('c_lib.sum(%d)' % num, 'from __main__ import c_lib') 
 
    t2 = timeit.Timer('sum_python(%d)' % num, 'from __main__ import sum_python') 
 
    print 'c', t1.timeit(number=1000000) 
 
    print 'python', t2.timeit(number=1000000) 
 
  
 
  
 
if __name__ == '__main__': 
 
    test(100)  

測(cè)試結(jié)果的例子

c 1.02756714821 
 
python 7.90672802925  

3.測(cè)試erlang的測(cè)試結(jié)果

剛剛學(xué)了erlang，那就一起測(cè)試一下erlang的運(yùn)算性能

sum.erl:

-module(sum). 
 
-export([sum/2,sum_test/2]). 
 
sum(0,Sum) -> 
 
        Sum; 
 
sum(Num,Sum) -> 
 
        sum(Num-1,Sum+Num). 
 
sum_test(Num,0) -> 
 
        0; 
 
sum_test(Num,Times) -> 
 
        sum(Num,0), 
 
        sum_test(Num,Times-1).  

調(diào)用：

timer:tc(sum,sum_test,[100,1000000]). 

測(cè)試結(jié)果的例子：

{2418486,0} 

4.測(cè)試結(jié)果

用上面的測(cè)試方法，進(jìn)行10次測(cè)試，去除***值和最小值，再計(jì)算平均值，得出：

 

單位：秒

• 求和的運(yùn)行，使用的內(nèi)存比較小，但是占用CPU資源比較多。
• 原生的C是最快的，Python調(diào)用c會(huì)稍微慢一點(diǎn)，原因是計(jì)算100的和的操作是在c里面做的，而執(zhí)行100萬(wàn)次的邏輯是在python做的
• erlang的性能雖然比c稍慢，但是也是不錯(cuò)的，
• Python的運(yùn)行效率慘不忍睹。。。