Вызов PARI/GP из Python

Question

Я хотел бы вызвать PARI/GP из Python только для вычисления функции nextprime(n) для разных nс, что я определяю. К сожалению, я не могу установить pari-python для установки, поэтому я подумал, что просто вызову его с помощью командной строки через os.system в Python. Однако на странице руководства я не вижу, как заставить PARI/GP работать в неинтерактивном режиме. Есть ли способ добиться этого?

Answer 1

Вы можете передать ввод в stpin gp, используя -q признак отмены многословия:

senderle:~ $ echo "print(isprime(5))" | gp -q
1

Однако не так сложно создать простое расширение Python, которое позволит вам передавать строки во внутренний синтаксический анализатор pari и получать результаты обратно (в виде строк). Вот голая версия, которую я написал некоторое время назад, чтобы я мог вызвать реализацию pari теста APRT из python. Вы можете расширить это, чтобы сделать соответствующие преобразования и так далее.

//pariparse.c

#include<Python.h>
#include<pari/pari.h>

static PyObject * pariparse_run(PyObject *self, PyObject *args) {
    pari_init(40000000, 2);
    const char *pari_code;
    char *outstr;

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &pari_code)) { return NULL; }
    outstr = GENtostr(gp_read_str(pari_code));
    pari_close();
    return Py_BuildValue("s", outstr);
}

static PyMethodDef PariparseMethods[] = {
    {"run", pariparse_run, METH_VARARGS, "Run a pari command."},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
};

PyMODINIT_FUNC initpariparse(void) {
    (void) Py_InitModule("pariparse", PariparseMethods);
}

И установочный файл:

#setup.py

from distutils.core import setup, Extension

module1 = Extension('pariparse',
                    include_dirs = ['/usr/include', '/usr/local/include'],
                    libraries = ['pari'],
                    library_dirs = ['/usr/lib', '/usr/local/lib'],
                    sources = ['pariparse.c'])

setup (name = 'pariparse',
       version = '0.01a',
       description = 'A super tiny python-pari interface',
       ext_modules = [module1])

Тогда просто введите python setup.py build построить расширение. Затем вы можете назвать это так:

>>> pariparse.run('nextprime(5280)')
'5281'

Я только что проверил это, и он скомпилирован для меня с последней версией пари, доступной через homebrew (на OS X). YMMV!

Answer 2

Вы можете попробовать использовать математический инструмент Sage. Sage использует Python для склеивания всех видов математических библиотек, включая PARI. Некоторые из математических библиотек хорошо интегрированы, другие используют хаки (передача строк в библиотеку и затем анализ результатов строк), но во всех случаях кто-то другой сделал интеграцию за вас, и вы можете просто использовать ее.

Вы можете настроить свою собственную систему Sage или получить бесплатную учетную запись и попробовать Sage на серверах Университета Вашингтона.

Answer 3

Я не думаю, что это хорошая идея, чтобы позвонить os.system за исключением быстрого и грязного обходного пути, когда за ним стоит надежная библиотека Си. Вызывать функции C из Python очень просто; Вот две функции для вызова nextprime. Один использует long целые числа (несмотря на название, здесь это будет означать, что вы используете маленькие целые числа); другой использует string тип (для длинных целых).

Сначала проверьте, что у вас есть libpari установлены. Решение ниже для Linux и предполагает, что ваша библиотека называется libpari.so, Под Windows это, вероятно, будет вызываться с .dll вместо суффикса. Возможно, вам придется ввести полный путь к файлу DLL, если он не найден с первой попытки:

import ctypes

# load the library
pari=ctypes.cdll.LoadLibrary("libpari.so")

# set the right return type of the functions
pari.stoi.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.nextprime.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.strtoGENstr.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.geval.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_long)
pari.itostr.restype = ctypes.c_char_p

# initialize the library 
pari.pari_init(2**19,0)

def nextprime(v):
  g = pari.nextprime(pari.stoi(ctypes.c_long(v)))
  return pari.itos(g)

def nextprime2(v):
  g = pari.nextprime(pari.geval(pari.strtoGENstr(str(v))))
  return int(pari.itostr(g))

print( nextprime(456) )
print( nextprime2(456) )