5、深入探索 IPython：高级特性与并行计算指南

深入探索 IPython：高级特性与并行计算指南

1. Cython：提升 Python 性能的利器

在 Python 编程中，除了编写自定义魔法命令，还可以使用多种语言，其中 Cython 尤为值得关注。Cython 是一种用于为 Python 编写 C 扩展的语言，它是 Python 的超集，支持可选的静态类型声明，其核心驱动力在于提高效率。作为编译型语言，运行 C 代码能带来性能提升，但 Python 在编程效率上更具优势。Cython 可以将 Python 代码转换为编译后的 C 代码，在运行时实现更高效的执行，同时保留 Python 的编程友好性。

Python 的默认解释器 CPython 用 C 语言编写，从某种意义上说，运行 Python 代码就是通过解释器运行 C 代码。CPython 有与 C 语言的外部函数接口，可从 Python 调用 C 代码，但存在两个主要缺点：一是编写与 CPython 外部函数接口配合的代码本身就很困难；二是这需要掌握 Python、C 和 CPython 的知识。

Cython 旨在解决这些问题，它会自动完成将 Python 转换为 C 以及与 CPython 交互的工作。程序员只需编写 Cython 代码，其余工作交给 Cython 编译器。Cython 与 Python 非常相似，主要区别在于可以使用 cdef 关键字为变量指定 C 类型，Cython 会处理 Python 值和 C 值之间的类型检查和转换、作用域问题、Python 对象与 C 结构的编组和解组等跨语言问题。

在 IPython 中启用 Cython 扩展的操作步骤如下：