用Rust为Python编写软件包，PyO3与Maturin的快速使用 |
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用Rust为Python编写软件包，PyO3与Maturin的快速使用
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语言杂谈RustPython
正片教程实验环境安装maturin&&创建项目编写&&编译Rust模块安装包&&Python调用性能对比
语言杂谈
Rust
Rust和Python一样有着丰富的包，Python的很多包底层都是C/C++编写的，而Rust天生就兼容C，那么可不可以用Rust为Python编写软件包，实现Python调用Rust？与原始的Python代码比起来，使用Rust代码具有更好的性能和速度。 显然我们能想到的，大佬们早早就想到了，PyO3就可以实现这个目标。PyO3 不仅仅提供了rust binding，也提供了创建Python包的开箱即用的脚手架工具maturin，使用maturin我们可以很方便地创建一个基于Rust开发的Python扩展模块。 实验环境 Python3.10Windos 11Rust 1.61 安装maturin&&创建项目 pip3 install maturin maturin new rust_mod #项目名称默认会是Python的包名选择pyo3，完成创建 接下来就是的工作就是写编写Rust代码，打开lib.rs文件，默认会有一个模板，我们修改模板就行了。 #[pyfunction]宏是定义生成的Python包里的函数。 #[pymodule]宏是创建Python的包实现，在包里添加各种包内成员。 除了以上的这些还有几种别的宏，用于添加类，方法等等，详细参考PyO3文档，我们演示就用最简单的，创建几个函数，功能是都是实现二维码生成，但保存格式不同。 在Crates.io中查找qrcode包，在Cargo.toml中导入相关包。 [dependencies] pyo3 = { version = "0.17.1", features = ["extension-module"] } //PyO3依赖，默认创建就有 qrcode = "0.12.0" image = "0.23.14" 编写代码，可直接参考qrcode的crates.io中的示例代码。 use image::Luma; use pyo3::prelude::*; use qrcode::render::unicode; /// 二维码图片生成函数 #[pyfunction] fn qrcode_img(data: String, save_path: String) { // Encode some data into bits. let code = QrCode::new(data.as_bytes()).unwrap(); // Render the bits into an image. let image = code.render::().build(); // Save the image. image.save(save_path).unwrap(); } /// 二维码字符生成函数 #[pyfunction] fn qrcode_str(data: String) { let code = QrCode::new(data.as_bytes()).unwrap(); let string = code .render::() .quiet_zone(false) .module_dimensions(2, 1) .build(); println!("{}", string); } /// 二维码unicode生成函数 #[pyfunction] fn qrcode_unicode(data: String) { let code = QrCode::new(data.as_bytes()).unwrap(); let image = code .render::() .dark_color(unicode::Dense1x2::Light) .light_color(unicode::Dense1x2::Dark) .build(); println!("{}", image); } /// A Python module implemented in Rust. #[pymodule] fn rust_mod(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult { m.add_function(wrap_pyfunction!(qrcode_img, m)?)?; m.add_function(wrap_pyfunction!(qrcode_str, m)?)?; m.add_function(wrap_pyfunction!(qrcode_unicode, m)?)?; Ok(()) } 编译生成软件包。 cd rust_mod maturin build -f -r
运行结果： 使用python的第三方库qrcode，进行性能对比。 安装qrcode。 pip install qrcode Python性能测试代码。 import rust_mod import qrcode import time if __name__ == '__main__': t0 = time.time() # rust包调用 rust_mod.qrcode_img("hello", "./qrcode1.png") t1 = time.time() # python包调用 img = qrcode.make("hello") img.save("./qrcode2.png") t2 = time.time() print("Rust time: %fs" % (t1-t0)) print("Python time: %fs" % (t2-t1))运行结果： |
Rust社区最近一直很火热，本人也赶着时髦，浅浅的学了一下Rust。不得不说语言的设计很新颖，解决了很多痛点，但同样也有不少问题，老C++人感觉最明显的就是写Rust需要考虑各种规则，编译器时刻提醒我是傻x让我很难受，不过我还是很看好Rust的，以后会是我的主力语言之一，希望这门语言能够越来越好(加入Rust邪教，重写一切吧)。
在很久以前，我一直对Python保持偏见，老C++人坚持手写一切，没使用Python之前，一听说调包就能完成各种功能，我对此十分鄙夷，这叫写代码？不知道底层，只要调包，这也太虚无了(语言没有高低之分，只有领域不同，原谅我年轻时的短见与无知)。等后面真的开始使用了，真香！太香了！人生苦短，我用Python！如果世界上只需要一门语言，那一定就是Python！从开始用Python之后，Lua、Perl、Bat、Shell这些脚本我就慢慢的不怎么用了，也算是另一种NTR了。
完成编译生成whl文件： 
注意：这里编译过程，-f不要去掉了，在windows平台测试，没有-f会报错，提示解释器路径无效，我反复测试了，应该是个Bug，不过好像并没有修复，有人在github上问过，但是没有解答 错误提示： 
2. Python调用代码。
在文件夹中也生成了相应的qrcode.png。
这个性能差距还是挺大的，差了一个量级，不过这样对比不太公平，毕竟底层细节我们也不知道，没法控制变量，但是有一点可以知道，大多数时候Rust编写的包性能还是够的。【本文地址】
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