如何将装饰器应用于Cython cpdef函数

Question

我最近一直在使用Cython，在将装饰器应用于Cython函数时遇到了此错误

Cdef functions/classes cannot take arbitrary decorators

这是我修改过的代码：

import functools

def memoize(f):
    computed = {}
    @functools.wraps(f)
    def memoized_f(main_arg, *args, **kwargs):
        if computed.get(main_arg):
            return computed[main_arg]
        computed[main_arg] = f(main_arg, *args, **kwargs)
        return computed[main_arg]
    return memoized_f

@memoize
cpdef int fib(int n):
    return 1 if n < 2 else fib(n - 1) + fib(n - 2)

该错误表明cdef函数只能使用 某些 装饰器。是否可以编写自己的装饰器以应用于cdef函数？

---

编辑：对于未来的读者：

该g = plus_one(_g)绝招@ DavidW的答复中提到 排序的 作品。它不适用于递归。例如，fib = memoize(fib)在我的示例代码中执行的操作不会记住对fib的递归调用，尽管它确实会记住顶级调用。也就是说，调用fib(5)会记住调用的结果fib(5)，但
不会 记住递归调用（即fib(4), fib(3), fib(2), fib(1)）

正如@DavidW指出的那样，cdef, cpdef函数是在编译时完全确定的。装饰是运行时的东西，不会更新实际功能。

Answer 1

不
，您无法轻松编写cdef函数的装饰器。装饰器cdef函数需要cython.boundscheck控制Cython代码生成而不是用户生成的函数。

cdef函数与def函数之间的主要区别在于，cdef函数具有C接口，而def函数变为可调用的Python，因此可以从Python使用（但调用它的效率稍低，因为必须根据PyObjects传递参数）
。[ a和函数的内部 都是 由Python编译的，因此唯一的性能差异来自调用开销]cdef``def

装饰器的通常用法是采用任意可调用的Python并对其进行一些修改。例如

def plus_one(f):
    def wrapper(*args,**kwargs):
       return f(*args,**kwargs) + 1
    return wrapper

现在尝试在cdef函数上使用它

cdef int g(double x, double y):
    # some implementation...

第一个问题是g被转换为C代码，就像int g(double x, double y)可以通过函数指针表示的那样，但是却不能像plus_one预期的那样被任意Python调用。其次，wrapper没有办法（从C函数指针知道）什么g叫s参数（不能做**kwargs），也没有任何简单的方法来进行*args扩展。

您可以通过采用特定的函数指针类型并返回可调用的Python来制作类似装饰器的内容：

cdef plus_one(int (*f)(double, double):
    def wrapper(double x, double y):
       return f(x, y) + 1
    return wrapper

cdef int _g(double x, double y):
    # some implementation

g = plus_one(_g) # kind of like a decorator

但是， 您已经失去了使用cdef函数的全部好处，因为g现在它是一个可调用的通用Python，带有所有随之而来的开销。

---

附录：一种替代的表达方式是装饰器是运行时的Python功能（通常在模块导入时运行）。cdef函数是编译时的C功能。尽管可能并非不可能实现“编译时装饰器”之类的东西，但对Cython来说将是一个相当重大的改变。