如何在 Python 项目中引入 Rust 函数

(封面pid: 129416070)

Python 是一门非常流行的编程语言，具有易于使用和开发的特点。然而，随着项目需求的增长和性能瓶颈的出现，有时我们需要借助其他语言来提高性能，尤其是在计算密集型任务中。Rust，作为一门高性能且内存安全的语言，是与 Python 集成的理想选择。

本文将详细介绍如何在 Python 项目中引入 Rust 函数，结合 maturin 工具，将 Rust 编写的功能打包成 Python 模块。

本文默认你已经安装好了 uv 和 Rust 开发环境。

1. 初始化 Python 项目

首先，我们需要创建一个 Python 项目，并为其配置虚拟环境。在命令行中执行以下命令：

uv init foobar -p 3.12
cd foobar

这将初始化一个名为 foobar 的 Python 项目，并指定使用 Python 3.12 版本。

2. 添加 Rust 开发工具

在这个步骤中，我们将添加 maturin，这是一个非常方便的工具，可以帮助你将 Rust 代码构建成 Python 可调用的扩展模块。首先，执行以下命令以将 maturin 安装到你的虚拟环境中：

uv add maturin

接下来，激活虚拟环境：

.venv\Scripts\activate

3. 初始化 Rust 项目

在你的项目中添加一个 Rust 模块。在 foobar 目录下，执行以下命令来创建一个名为 foo 的 Rust 项目：

maturin init foo
cd foo

这将创建一个带有简单示例代码的 Rust 项目，src/lib.rs 文件中可以编写你想要暴露给 Python 使用的 Rust 函数。

4. 开发模式构建

为了能够在开发过程中快速测试，我们使用 maturin develop 命令。这会将 Rust 代码编译成 Python 扩展，并将其安装到当前 Python 环境中：

maturin develop

执行该命令后，Rust 编写的模块 foo 将自动安装到 Python 环境中，可以直接在 Python 中进行导入和使用。

5. 验证模块是否成功安装

你可以通过运行以下命令来验证模块是否成功安装：

uv pip list

6. 测试 Rust 函数

接下来，我们将测试通过 Rust 编写的函数。在 Python 交互式命令行中输入以下代码：

import foo
print(foo.sum_as_string(114, 514))

总结

通过以上步骤，你已经成功将 Rust 函数引入到 Python 项目中。maturin 使得 Rust 与 Python 的集成变得非常简单，极大地提升了 Python 程序的性能。对于性能要求较高的项目，使用 Rust 编写核心算法并通过 maturin 集成到 Python 中是一个非常有效的方案。