初探: 通过pyo3用rust为python写扩展加速，那么时至今日，对于不

众所周知，python性能比较差，尤其在计算密集型的任务当中，所以机器学习领域的算法开发，大多是将python做胶水来用，他们会在项目中写大量的C/C++代码然后编译为so动态文件供python加载使用。那么时至今日，对于不想学习c/c++的朋友们，rust可以是一个不错的替代品，它有着现代化语言的设计和并肩c/c++语言的运行效率。

本文简单介绍使用rust为python计算性质的代码做一个优化，使用pyo3库为python写一个扩展供其调用，咱们下面开始，来看看具体的过程和效率的提升。（PS：本文只是抛砖引玉，初级教程）

我的台式机环境:

设备名称	DESKTOP
处理器	12th Gen Intel(R) Core(TM) i7-12700   2.10 GHz
机带 RAM	32.0 GB (31.8 GB 可用)
系统类型	64 位操作系统, 基于 x64 的处理器

1. python代码

首先给出python代码，这是一个求积分的公式：

import time

def integrate_f(a, b, N):
    s = 0
    dx = (b - a) / N
    for i in range(N):
        s += 2.71828182846 ** (-((a + i * dx) ** 2))
    return s * dx


s = time.time()
print(integrate_f(1.0, 100.0, 200000000))
print("Elapsed: {} s".format(time.time() - s))

执行这段代码花费了: Elapsed: 32.59504199028015 s

2. rust

use std::time::Instant;

fn main() {
    let now = Instant::now();
    let result = integrate_f(1.0, 100.0, 200000000);
    println!("{}", result);

    println!("Elapsed: {:.2} s", now.elapsed().as_secs_f32())
}

fn integrate_f(a: f64, b: f64, n: i32) -> f64 {
    let mut s: f64 = 0.0;
    let dx: f64 = (b - a) / (n as f64);

    for i in 0..n {
        let mut _tmp: f64 = (a + i as f64 * dx).powf(2.0);
        s += (2.71828182846_f64).powf(-_tmp);
    }

    return s * dx;
}

执行这段代码花费了: Elapsed: 10.80 s

3. 通过pyo3写扩展

首先创建一个项目，并安装 maturin 库:

# (replace demo with the desired package name)
$ mkdir demo
$ cd demo
$ pip install maturin

然后初始化一个pyo3项目:

$ maturin init
✔