测试程序

main.py

import time
def calculate(n):
    total = 0
    for i in range(n):
        total += i**2
    return total

if __name__ == '__main__':
    t = time.time()
    result = calculate(10000000)
    print("%s" % result)
    print(time.time() - t)

默认python运行

# python -V 
Python 3.6.8

# python main.py 
333333283333335000000
3.708322763442993

CPython

cpython实际就是python的默认C语言实现，类似的还有jpython（java实现）,IronPython（.net实现）
理论运行和直接用默认python运行一致，但是如果自己拿源码编译，可能因为编译选项等差异，会导致运行效率有区别
此处不再演示

pypy

// 安装
# wget https://downloads.python.org/pypy/pypy3.10-v7.3.12-linux64.tar.bz2
# tar xvf pypy3*.tar.bz2

// 运行
# cd pypy3*/bin
# ./pypy -V
Python 3.10.12 (af44d0b8114cb82c40a07bb9ee9c1ca8a1b3688c, Jun 15 2023, 12:39:27)
[PyPy 7.3.12 with GCC 10.2.1 20210130 (Red Hat 10.2.1-11)]

// 测试
# ./pypy main.py 
333333283333335000000
0.25452280044555664

cython

cython本质是python+c语言的混编，因此代码需要做修改，对于已知类型使用cdef显示定义类型，可以减少python运行时识别类型的过程
因此可以显著提升性能，当然除了定义类型还有其他手段提升性能
main.pyx

// 代码修改
import time

def calculate(n):
    """使用Python对象处理大整数"""
    cdef Py_ssize_t i
    total = 0  # 保留Python的任意精度整数

    for i in range(n):
        total += i * i

    return total

def main():
    cdef double t
    cdef object result
    cdef int n = 10000000

    t = time.time()
    result = calculate(n)
    print(result)
    print(time.time() - t)

setup.py

# cat setup.py
from setuptools import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(
    ext_modules=cythonize(
        "main.pyx",
        compiler_directives={
            'language_level': "3",
            'boundscheck': False,
            'wraparound': False
        }
    )
)

// 安装
# pip3 install cython

// 编译
# python setup.py build_ext --inplace

// 生成出main.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so
# ll
total 536K
drwxr-xr-x 4 root root   63 Jul 16 12:56 build
-rw-r--r-- 1 root root 261K Jul 17 07:15 main.c
-rwxr-xr-x 1 root root 261K Jul 17 07:15 main.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so
-rw-r--r-- 1 root root  387 Jul 17 07:15 main.pyx
-rw-r--r-- 1 root root  268 Jul 16 12:38 setup.py

// 运行
# python -c "import main;main.main()"
333333283333335000000
0.5726358890533447