Python的C拓展简介
2018-06-18 01:58:52来源：未知 阅读 ()
1. 环境准备
如果是Linux只需要安装Python3.x + Python-dev。
Windows下稍微复杂点，VS2017 + Python3.6.3
VS2017可用社区版，需要选择安装的环境如下：
2. Hello World !
2.1 C模块封装
以计算两个数相加为例，选择任意文件夹，新建如下C语言源码：
// 文件名 calc.c
#include <Python.h>
int add(int x, int y){ // C 函数
return x + y;
}
static PyObject *calc_add(PyObject *self, PyObject *args){
int x, y;
// Python传入参数
// "ii" 表示传入参数为2个int型参数，将其解析到x, y变量中
if(!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &x, &y))
return NULL;
return PyLong_FromLong(add(x, y));
}
// 模块的方法列表
static PyMethodDef CalcMethods[] = {
{"add", calc_add, METH_VARARGS, "函数描述"},
{NULL, NULL, 0, NULL}
};
// 模块
static struct PyModuleDef calcmodule = {
PyModuleDef_HEAD_INIT,
"calc", // 模块名
NULL, // 模块文档
-1, /* size of per-interpreter state of the module,
or -1 if the module keeps state in global variables. */
CalcMethods
};
// 初始化
PyMODINIT_FUNC PyInit_calc(void)
{
return PyModule_Create(&calcmodule);
}
其中，静态函数 calcadd 以python的C接口方式封装了add函数，命名方式`模块名函数名`
静态PyMethodDef列表 变量 CalcMethods 包含了该模块方法的描述
静态struct PyModuleDef结构体 变量 calcmodule 定义了模块的描述
PyInit_calc 函数初始化了模块，命名方式 PyInit_模块名
2.2 C源码编译
在VS2017中可以直接生成 .dll 文件，然后改名为 .pyd 就可在python程序中引入该模块了，但是，这不“清真”，正确的姿势是写一个setup.py然后通过python调cl.exe编译。
新建setup.py文件，内容如下：
# setup.py
from distutils.core import setup, Extension
module1 = Extension('calc',
sources=['calc.c'])
setup(name='calc_model',
version='1.0',
description='Hello ?',
ext_modules=[module1]
)
然后，从Windows的命令行（命令提示符）下进入到这个文件夹下，执行：
python setup.py build
即可完成编译，如果出现某 .bat文件未找到，说明你的VS没有安装相应的依赖（Linux下编译不成功原因可能是没有装python-dev），按文章开头给出的依赖库添加修改（此时不需要重新安装VS）。
编译结束后，在该文件夹下会出现 build 文件夹，进入该文件夹，出现如下两个文件夹：
进入 lib.xxx那个文件夹，里面有个 .pyd 结尾的文件（Linux下为 .so 结尾），这就是我们编译好的python模块了，如下：
当然，你也可以改名为 calc.pyd 比较好看，不过这不影响调用。
2.3 Python调用
这部分就简单了，进入含有编译好的 .pyd 文件夹，新建如下文件：
import calc
print(calc.add(12, 21))
这就是一个普通库，这样调用就OK了。
3. Python的参数传递以及C的返回值相关问题
这部分我直接甩出文件就行，编译及调用过程与上面一样。
C 文件
/**构建返回值
Py_BuildValue("") None
Py_BuildValue("i", 123) 123
Py_BuildValue("iii", 123, 456, 789) (123, 456, 789)
Py_BuildValue("s", "hello") 'hello'
Py_BuildValue("y", "hello") b'hello'
Py_BuildValue("ss", "hello", "world") ('hello', 'world')
Py_BuildValue("s#", "hello", 4) 'hell'
Py_BuildValue("y#", "hello", 4) b'hell'
Py_BuildValue("()") ()
Py_BuildValue("(i)", 123) (123,)
Py_BuildValue("(ii)", 123, 456) (123, 456)
Py_BuildValue("(i,i)", 123, 456) (123, 456)
Py_BuildValue("[i,i]", 123, 456) [123, 456]
Py_BuildValue("{s:i,s:i}", "abc", 123, "def", 456) {'abc': 123, 'def': 456}
Py_BuildValue("((ii)(ii)) (ii)", 1, 2, 3, 4, 5, 6) (((1, 2), (3, 4)), (5, 6))
**/
#include<Python.h>
static PyObject *value_commonArgs(PyObject *self, PyObject *args){
// 传入普通参数,例如: s = value.com(1, 2.3, "Hello C")
int x;
double y;
char *z;
if(!PyArg_ParseTuple(args, "ids", &x, &y, &z))
return NULL;
printf("The args is %d and %f and %s .\n", x, y, z);
// 返回(x, y, z)的元组
return Py_BuildValue("(i,d,s)",x, y, z);
}
static PyObject *value_tupleTest(PyObject *self, PyObject *args){
// t = value.tut((1, 3), "Tuple")
int x, y;
char *z;
if(!PyArg_ParseTuple(args, "(ii)s", &x, &y, &z))
return NULL;
printf("The args is (%d, %d), %s .\n", x, y, z);
// return ([1, 2], "hello")
return Py_BuildValue("[i,i]s", x, y, z);
}
static PyObject *value_some(PyObject *self, PyObject *args){
/* 可选参数，可能是下面几种， “|” 代表后面的参数可选
c = value.som(1)
value.som(1, 3)
value.som(1, 2, "hello")
*/
int x = 0, y = 0;
char *z = NULL;
if(!PyArg_ParseTuple(args, "i|is", &x, &y, &z))
return NULL;
printf("x is: %d\n", x);
printf("y is: %d\n", y);
if(z != NULL)printf("z is: %s\n", z);
return Py_BuildValue("[i,i,s]"