c语言是编程语言的祖母,但是随着一代一代的编程语言长大,所以祖母也是会拍在沙滩上的,很多小小伙伴应该都会学过或者了解c语言,因为软件系的会教嘛,但是pytho很多人都没学过,下面给大家介绍下,c语言和python一起混合编程会产生什么不一样的火花吧!
1、c/c++调用python(基础篇)
在mac os x 下的编译命令同上
产生可执行文件后,直接运行,结果为输出
hello python!
python库函数pyrun_simplestring可以执行字符串形式的python代码。虽然非常简单,但这段代码除了能用c语言动态生成一些python代码之外,并没有什么用处。我们需要的是c语言的数据结构能够和python交互。
下面举个例子,比如说,有一天我们用python写了一个功能特别强大的函数:
从上述代码可以窥见python内部运行的方式:
所有python元素,module、function、tuple、string等等,实际上都是pyobject。c语言里操纵它们,一律使用pyobject *。
python的类型与c语言类型可以相互转换。python类型xxx转换为c语言类型yyy要使用pyxxxasyyy函数;c类型yyy转换为python类型xxx要使用pyxxxfromyyy函数。
也可以创建python类型的变量,使用pyxxx_new可以创建类型为xxx的变量。
若a是tuple,则a[i] = b对应于 pytuplesetitem(a,i,b),有理由相信还有一个函数pytuplegetitem完成取得某一项的值。
不仅python语言很优雅,python的库函数api也非常优雅。
现在我们得到了一个c语言的函数了,可以写一个main测试它
编译的方式就用本节开头使用的方法。
在linux/mac osx运行此示例之前,可能先需要设置环境变量:
bash:
export pythonpath=.:$pythonpath
csh:
setenv pythonpath.:$pythonpath
2 python 调用 c/c++(基础篇)
这种做法称为python扩展。
比如说,我们有一个功能强大的c函数
除了功能强大的函数great_function外,这个文件中还有以下部分:
包裹函数greatfunction。它负责将python的参数转化为c的参数(pyargparsetuple),调用实际的greatfunction,并处理great_function的返回值,最终返回给python环境。
导出表greatemodulemethods。它负责告诉python这个模块里有哪些函数可以被python调用。导出表的名字可以随便起,每一项有4个参数:第一个参数是提供给python环境的函数名称,第二个参数是greatfunction,即包裹函数。第三个参数的含义是参数变长,第四个参数是一个说明性的字符串。导出表总是以{null, null, 0, null}结束。
导出函数initgreat_module。这个的名字不是任取的,是你的module名称添加前缀init。导出函数中将模块名称与导出表进行连接。
在windows下面,在visual studio命令提示符下编译这个文件的命令是
本部分参考资料
《python源码剖析-深度探索动态语言核心技术》是系统介绍cpython实现以及运行原理的优秀教程。
python 官方文档的这一章详细介绍了c/c++与python的双向互动extending and embedding the python interpreter _ _
关于编译环境,本文所述方法仅为出示原理所用。规范的方式如下:3. building c and c++ extensions with distutils _ _
作为字典使用的官方参考文档python/c api reference manual _ _
3、c/c++调用python(使用cython)
这其中有非python关键字cdef和public。这些关键字属于cython。由于我们需要在c语言中使用“编译好的python代码”,所以得让great_function从外面变得可见,方法就以“public”修饰。而cdef类似于python的def,只有使用cdef才可以使用cython的关键字public。
这个函数中其他的部分与正常的python代码是一样的。
接下来编译 great_module.pyx
编译命令和第一部分相同:
在windows下编译命令为
在visual studio命令提示符下编译:
cl/ld dllmain.cgreat_module.c-ic:python27includec:python27libspython27.lib
会得到一个dllmain.dll。我们在excel里面使用它,没错,传说中的excel与python混合编程:
参考资料:cython的官方文档
4、python调用c/c++(使用swig)
接下来使用swig将这个配置文件编译为所谓python module wrapper
swig-python mymodule.i
得到一个 mymodule_wrap.c和一个mymodule.py。把它编译为python扩展:
windows:
cl/ld mymodule_wrap.c/o_mymodule.pyd-ic:python27includec:python27libspython27.lib
linux:
gcc-fpic-shared mymodule_wrap.c-o_mymodule.so-i/usr/include/python2.7/-lpython2.7
注意输出文件名前面要加一个下划线。
现在可以立即在python下使用这个module了:
换句话说,swig自动完成了诸如python类型转换、module初始化、导出代码表生成的诸多工作。
对于c++,swig也可以应对。例如以下代码有c++类的定义:
写在最后:
由于cpython自身的结构设计合理,使得python的c/c++扩展非常容易。如果打算快速完成任务,cython(c/c++调用python)和swig(python调用c/c++)是很不错的选择。但是,一旦涉及到比较复杂的转换任务,无论是继续使用cython还是swig,仍然需要学习python源代码。
文章整理自网络,侵删。
免费活动直播预约
▼