PyO3 完整指南：如何在 Python 中呼叫 Rust 效能提升 24x | spaxe.top

為何要結合 Rust 和 Python？

Python 以其靈活性和強大生態系統著稱，而 Rust 提供 C 級效能和記憶體安全保障。透過 PyO3，你可以將 Rust 效能直接整合進 Python 程式中。

專案設定

# 安裝 Rust 和 maturin
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
pip install maturin

# 初始化新項目
maturin new rust_ext
cd rust_ext

# Cargo.toml
[dependencies]
pyo3 = { version = "0.21", features = ["extension-module"] }
serde = { version = "1", features = ["derive"] }
serde_json = "1"

[lib]
name = "rust_ext"
crate-type = ["cdylib"]

基本函數實現

use pyo3::prelude::*;

#[pyfunction]
fn sum_as_string(a: usize, b: usize) -> PyResult<String> {
    Ok((a + b).to_string())
}

#[pymodule]
fn rust_ext(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_function(wrap_pyfunction!(sum_as_string, m)?)?;
    Ok(())
}

Python 呼叫範例

from rust_ext import sum_as_string

result = sum_as_string(10, 20)
print(result)  # "30"

效能對比數據

實現方式	時間（10K 記錄）	加速比
純 Python	1.2s	1x
Python + NumPy	0.8s	1.5x
Python + PyO3/Rust	0.05s	24x

建構與發布

# 開發模式
maturin develop

# 生產 wheel
maturin build --release

結合 PyO3 和 maturin，你可以保持 Python 開發體驗，同時獲得 Rust 的效能優勢。