Pyrex 扩展并加速 Python 应用程序

核心提示： 剖析有些东西似乎不对，速度提高几个百分比和 Pyrex 主页（以及很多 Pyrex 用户）那样提高 40 倍有很大的差距，Pyrex 扩展并加速 Python 应用程序(7)，现在应该来看一下这个 Python _mint() 函数中 哪些 地方真正消耗了时间，有一个 quick 脚本（此

剖析

有些东西似乎不对。速度提高几个百分比和 Pyrex 主页（以及很多 Pyrex 用户）那样提高 40 倍有很大的差距。现在应该来看一下这个 Python _mint() 函数中 哪些 地方真正消耗了时间。有一个 quick 脚本（此处没有给出）可以分解复杂操作 sha(challenge+hex(counter)[2:]).hexdigest()：

清单 8. hashcash 的 mint 函数的时间消耗1000000 empty loops:　　 0.559
------------------------------
1000000 sha()s:　　　　　2.332
1000000 hex()[2:]s:　　　3.151
　 just hex()s:　　　　 <2.471>
1000000 concatenations:　0.855
1000000 hexdigest()s:　　3.742
------------------------------
Total:　　　　　　　　　10.079

显然，我并不能将这个循环从 _mint() 函数中删除。虽然 Pyrex 改进后的 for 循环可能有一点加速，但是整个函数主要是一个循环。我也不能删除对 sha() 的调用，除非要使用 Pyrex 重新实现 SHA-1（即使我要这样做，也没有自信自己可以比 Python 标准的 sha 模块的作者做得更好）。而且，如果我希望得到一个 sha.SHA 对象的 hash 值，就只能调用 .hexdigest() 或 .digest()；前者的速度更快。

现在真正要解决的是 hex() 对 counter 变量的转换，以及结果中时间片的消耗情况。我可能需要使用 Pyrex/C 的字符串连接操作，而不是 Python 的字符串对象。然而，我见过的惟一一种避免 hex() 转换的方法是手工在嵌套循环之外构建一个后缀。虽然这样做可以避免 int 到 char 类型的转换，但是需要生成更多代码：

清单 9. 完全 Pyrex 优化过的 mint 函数cdef _mint(char *challenge, int bits):
　　cdef int hex_digits, i0, i1, i2, i3, i4, i5
　　cdef char *ab, *digest, *trial, *suffix
　　suffix = '******'
　　ab = alphabet
　　hex_digits = int(ceil(bits/4.))
　　hash = sha
　　for i0 from 0 <= i0 < 55:
　　　　suffix[0] = ab[i0]
　　　　for i1 from 0 <= i1 < 55:
　　　　　　suffix[1] = ab[i1]
　　　　　　for i2 from 0 <= i2 < 55:
　　　　　　　　suffix[2] = ab[i2]
　　　　　　　　for i3 from 0 <= i3 < 55:
　　　　　　　　　　suffix[3] = ab[i3]
　　　　　　　　　　for i4 from 0 <= i4 < 55:
　　　　　　　　　　　　suffix[4] = ab[i4]
　　　　　　　　　　　　for i5 from 0 <= i5 < 55:
　　　　　　　　　　　　　　suffix[5] = ab[i5]
　　　　　　　　　　　　　　py_digest = hash(challenge+suffix).hexdigest()
　　　　　　　　　　　　　　digest = py_digest
　　　　　　　　　　　　　　for i from 0 <= i < hex_digits:
　　　　　　　　　　　　　　　　if digest[i] != c'0': break
　　　　　　　　　　　　　　else:
　　　　　　　　　　　　　　　　return suffix