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什么是密码子？

密码子是一个高性能的Python实现，它将编译到本机机器代码没有任何运行时开销。一条线程上的典型加速度的python的典型加速度为10-100倍或以上。密码子的性能通常与C/C ++的性能相当（有时比）。与Python不同，密码子支持本机多线程，这可能会导致更高的加速。

将密码子视为Python重新构想，以提前汇编，从头开始构建，考虑到最佳性能。

目标

没有学习曲线：就语法，语义和图书馆而言，尽可能接近cpython
一流的表演：至少与C，C ++或Rust等低级语言相提并论
硬件支持：全面编程，多线程（无GIL！），GPU等的全面，无缝支持
？优化：可以针对高级Python结构和库的全面优化框架
？互操作性：与Python的包装和库生态系统的完整互操作性

非目标

CPYTHON的倒入替换：密码子不是CPYTHON的倒入替换。 Python的某些方面不适合静态汇编 - 我们不支持密码子。有多种方法可以通过其JIT装饰器或Python扩展后端在较大的Python代码库中使用密码子。密码子还支持通过其Python互操作性调用任何Python模块。另请参见文档中的“与Python的差异” 。
新的语法和语言结构：我们尽量避免添加新的语法，关键字或其他语言功能。虽然密码子确实在几个地方添加了一些新的语法（例如表达并行性），但我们试图使其尽可能熟悉和直观。

安装

Linux（X86_64）和MACOS（X86_64和ARM64）的预构建二进制文件可与每个版本一起使用。下载并安装：

/bin/bash -c " $( curl -fsSL https://exaloop.io/install.sh ) "

或者您可以从源构建。

例子

密码子是一种兼容Python的语言，许多Python程序将在任何修改时使用：

 def fib ( n ):
    a , b = 0 , 1
    while a < n :
        print ( a , end = ' ' )
        a , b = b , a + b
    print ()
fib ( 1000 )

codon编译器具有许多选项和模式：

 # compile and run the program
codon run fib.py
# 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987

# compile and run the program with optimizations enabled
codon run -release fib.py
# 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987

# compile to executable with optimizations enabled
codon build -release -exe fib.py
./fib
# 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987

# compile to LLVM IR file with optimizations enabled
codon build -release -llvm fib.py
# outputs file fib.ll

有关更多选项和示例，请参见文档。

您可以从密码子导入并使用任何Python软件包。例如：

 from python import matplotlib . pyplot as plt
data = [ x ** 2 for x in range ( 10 )]
plt . plot ( data )
plt . show ()

（如文档中所述，请记住将CODON_PYTHON环境变量设置为CPYTHON共享库。）

这个素数示例显示了密码子的OpenMP支持，并添加了一行。 @par注释告诉编译器，在这种情况下，使用动态时间表，块大小为100和16个线程，并并行化以下for 。

 from sys import argv

def is_prime ( n ):
    factors = 0
    for i in range ( 2 , n ):
        if n % i == 0 :
            factors += 1
    return factors == 0

limit = int ( argv [ 1 ])
total = 0

@ par ( schedule = 'dynamic' , chunk_size = 100 , num_threads = 16 )
for i in range ( 2 , limit ):
    if is_prime ( i ):
        total += 1

print ( total )

密码子支持写作和执行GPU内核。这是一个计算Mandelbrot集的示例：

 import gpu

MAX    = 1000  # maximum Mandelbrot iterations
N      = 4096  # width and height of image
pixels = [ 0 for _ in range ( N * N )]

def scale ( x , a , b ):
    return a + ( x / N ) * ( b - a )

@ gpu . kernel
def mandelbrot ( pixels ):
    idx = ( gpu . block . x * gpu . block . dim . x ) + gpu . thread . x
    i , j = divmod ( idx , N )
    c = complex ( scale ( j , - 2.00 , 0.47 ), scale ( i , - 1.12 , 1.12 ))
    z = 0j
    iteration = 0

    while abs ( z ) <= 2 and iteration < MAX :
        z = z ** 2 + c
        iteration += 1

    pixels [ idx ] = int ( 255 * iteration / MAX )

mandelbrot ( pixels , grid = ( N * N ) // 1024 , block = 1024 )