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PyO3をつかってみる＜PythonとRustの連携＞

2025/02/22に公開
Python
Rust
tech

概要

こんにちは！

今回は PyO3 についてお話しします。このライブラリは、Rust と Python をバインディングするための Rust ライブラリ です。

つまり、Rust で Python ライブラリを作成できる のです！！

私の意見としては、Rust を使いたい理由はその速さです。
しかし、Python も使いたいという気持ちがあり、その問題を PyO3 が解決してくれます。

一緒に PyO3 をチェックしてみましょう！

誰に向けた記事か？

  • Python ユーザー
  • Rust ユーザー
  • Python の処理速度を上げたいと考えている人

PyO3 とは？

これは、Rust で Python をバインディングするためのライブラリ です。
公式リポジトリはこちら → https://github.com/PyO3/pyo3

どうやって使うの？

PyO3 を使うには、私は maturin の使用をおすすめします。
maturin-cli を使うと、PyO3 を利用したツールの開発が簡単に始められます。

インストール方法

pip install maturin

新しいプロジェクトを作成する

今回は、フィボナッチ数列 を生成する新しいプロジェクトを作成してみます。

maturin new fib_rs

プロジェクトを作成すると、以下のデフォルトコードが生成されます。

use pyo3::prelude::*;

/// 2つの数値の合計を文字列として返す関数
#[pyfunction]
fn sum_as_string(a: usize, b: usize) -> PyResult<String> {
    Ok((a + b).to_string())
}

/// Rust で実装された Python モジュール
#[pymodule]
fn fib_rs(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_function(wrap_pyfunction!(sum_as_string, m)?)?;
    Ok(())
}

次に、フィボナッチ数列 の関数を作成しましょう。

use pyo3::prelude::*;

fn fib_result(n: usize) -> usize {
    if n < 2 {
        return  n;
    } else {
        return  fib_result(n-1) + fib_result(n-2);
    }
}

#[pyfunction]
fn fib(n: usize) -> PyResult<usize> {
    Ok(fib_result(n)) 
}

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

プログラムの実行方法

1. 仮想環境（venv）の作成

まず、仮想環境を作成しましょう。

python -m venv .venv

2. 仮想環境を有効化する

export VIRTUAL_ENV=.venv

3. maturin-cli を実行

maturin develop
🔗 Found pyo3 bindings
--- SKIP ---
🛠  Installed fib_rs-0.1.0

これで、fib_rs ライブラリ が仮想環境にインストールされました。

動作確認

仮想環境を有効化します。

source .venv/bin/activate

Python シェルを起動しましょう。

python

以下のコードを実行して、ライブラリが正しく動作するか確認します。

>>> import fib_rs
>>> fib_rs.fib(10)
55

うまく動作しました！ 🚀

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