如何避免 PyObject_to_MemoryviewSlice、GOTREF / DECREF Python API 调用？

Question

我在对我的代码进行 cythonizing 时遇到问题，更具体地说是以下（和类似的）片段：

cdef double [:,:] grad_d_him_d_jm
grad_d_ihm_d_jm = grad_d_im_d_jm(...)

其中 grad_d_im_d_jm(...) 将返回一个双 [:,:] 内存视图。 此代码将由 Cython 翻译成以下 C 代码：

__pyx_t_1 = __pyx_f_24gradient_better_c_mviews_grad_d_im_d_jm(__pyx_v_i, __pyx_v_j, __pyx_v_m, __pyx_v_structure, __pyx_v_distances); 
if (unlikely(!__pyx_t_1)) {__pyx_filename = __pyx_f[0]; __pyx_lineno = 203;  __pyx_clineno = __LINE__; goto __pyx_L1_error;}
__Pyx_GOTREF(__pyx_t_1);
__pyx_t_7 = __Pyx_PyObject_to_MemoryviewSlice_dsds_double(__pyx_t_1);
if (unlikely(!__pyx_t_7.memview)) {__pyx_filename = __pyx_f[0]; __pyx_lineno = 203; __pyx_clineno = __LINE__; goto __pyx_L1_error;}
__Pyx_DECREF(__pyx_t_1); __pyx_t_1 = 0;
__pyx_v_grad_d_ihm_d_jm = __pyx_t_7;
__pyx_t_7.memview = NULL;
__pyx_t_7.data = NULL;

当我在循环中执行此操作时，我怀疑 Python API 调用会对我的代码速度产生相当大的影响。

GOTREF / DECREF 调用也发生在其他场合，以及 PyFloat_asFloat：

cdef float sp
sp = scalar_product()

其中 scalar_product() 返回一个 cdef 浮点数。这个 sn-p 被翻译成

__pyx_t_1 = __pyx_f_24gradient_better_c_mviews_scalar_product(__pyx_v_i, __pyx_v_j, __pyx_v_m, __pyx_v_structure); 
if (unlikely(!__pyx_t_1)) {__pyx_filename = __pyx_f[0]; __pyx_lineno = 178; __pyx_clineno = __LINE__; goto __pyx_L1_error;}
__Pyx_GOTREF(__pyx_t_1);
__pyx_t_2 = __pyx_PyFloat_AsFloat(__pyx_t_1); 
if (unlikely((__pyx_t_2 == (float)-1) && PyErr_Occurred())) {__pyx_filename = __pyx_f[0]; __pyx_lineno = 178; __pyx_clineno = __LINE__; goto __pyx_L1_error;}
__Pyx_DECREF(__pyx_t_1); __pyx_t_1 = 0;
__pyx_v_sp = __pyx_t_2;

我正在运行 Python 2.7.11+ 和 Cython 0.23.4。如果您能告诉我 a) 这与性能无关或 b) 如何解决它，我将不胜感激。 如果我能改进这个问题，请告诉我，我很乐意这样做。

Answer 1

这些似乎是 Cython 引用计数 API 的一部分，已解释 here。

我的猜测是grad_d_im_d_jm 返回一个 Python 对象（例如 NumPy 数组），因此 Cython 必须在获取 memoryview 后递减对象引用计数器。

至于scalar_product，我认为它要么是def（而不是cdef）要么是无类型的。比如下面的

cdef g():
    return 1.0

编译成

// ...
__Pyx_XDECREF(__pyx_r);
__Pyx_INCREF(__pyx_float_1_0);
__pyx_r = __pyx_float_1_0;
goto __pyx_L0;

但是，一旦你指定了返回类型，引用计数调用就消失了

cdef float g():
    return 1.0

变成

// ...
__pyx_r = 1.0;
goto __pyx_L0;